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除了帆船,以前从未有过如此强大的动力。
在1750年,一个农民拉着两匹马犁地,只能控制大约1000瓦的动力,即使是一辆四轮马车也只能产生不超过2500瓦的动力。
虽然“马力”
是由詹姆斯·瓦特提出的,但其命名并非偶然。
在化石燃料革命之前,犁和马车是最有力的一般原动机。
即使是最早的瓦特蒸汽机也能提供更大的功率——在7000到10000瓦(10到15马力)——而且在改进之后其功率很快增加。
在接下来的两个世纪里,原动机的力量会成倍增长。
到1850年,英国蒸汽机车的司机控制着20万瓦的机车,今天日本子弹头列车的司机控制着大约1300万瓦的列车,而波音747或空客380的机长控制着1亿瓦的客机——这是一个拥有两匹马的农民所能获得功率的10万倍。
表11.21700—2000年不同的动力源以及相应的输出功率
数据来源:瓦茨拉夫·斯米尔,《能源新世界》(ANewWorldy),《剑桥世界史》(CambridgeWorldHistory),第7版,第1卷,第173页。
化石燃料革命的起飞:19世纪
化石燃料革命始于英国,即便在19世纪中叶,英国二氧化碳排放量也占全球50%以上。
然而,对功能更强的机器的需求是如此之大,以至于瓦特蒸汽机很快传播到其他国家,并开始衍生出许多新技术。
在诸如蒸汽机等关键性技术的刺激和推动下,大量小的创新被激发并层出不穷。
18世纪末19世纪初,蒸汽主导了第一波浪潮。
它的影响在英国显而易见,并很快在全球循环流动。
1814年拿破仑战争结束后,外国工程师、官员和企业家都涌向英国了解新技术,为窃取新技术不择手段。
蒸汽机技术迅速传播开来,特别是在欧洲西北部和刚独立的美国。
蒸汽机用于从矿井中抽水,使人们能进入更深的煤层,从而增加可用煤矿的开采量并降低采煤成本。
同时,这也鼓励工程师和企业家在更多需要廉价能源的行业开发使用煤炭的方法。
当蒸汽动力用于驱动纺纱机或织布机时,纺织厂的产量极大地提高了。
这又增加了对原棉的需求,使美国南部各州的棉花种植园数量成倍增加,也大大刺激了埃及和中亚等地区的棉花生产。
纺织品产量的增加提高了对染料和漂白剂的需求。
这些需求再加上来自煤炭的廉价热能,以及对煤炭丰富化学成分的研究,为工业化学品的生产奠定了基础。
许多这样的创新被引进到法国、比利时和德国,德国公司首先开始系统地运用科学方法来应对提高化石燃料技术开发效率的挑战。
第二波创新始于19世纪初,蒸汽机安装在车轮和船上。
铁路大大降低了陆运的成本(包括煤炭),在人类历史上第一次使陆运和水运同样经济实惠。
突然之间,跨越美洲大平原,甚至俄罗斯大平原或印度大平原运送人员和商品变得更划算。
铁路降低了运输牲畜、农产品、人员和煤炭的成本,增加了对制造铁轨和车辆的钢铁的需求,从而刺激了大西洋两岸的投资热潮,以及一系列全新的商业活动。
蒸汽机也改变了水路运输,使海上贸易和人类海上迁徙的规模增加了几个数量级。
早在1807年,罗伯特·富尔顿(RobertFulton)就为内河船只安装了蒸汽机以提供动力(使用博尔顿和瓦特的蒸汽机来驱动明轮),并在1822年使用蒸汽机为海上船只提供动力。
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