第一讲
你好，新能源

能源与人类社会发展

人类文明的进步和社会的发展离不开一次又一次的能源革命。伴随着每次能源类型的发展变化，人类社会都会步入一个新的发展阶段。但是，能源的不断发展也在影响着人类赖以生存的地球环境，让我们不得不思考未来能源的发展方向。

从茹毛饮血到钻燧取火

一百多万年前，我们人类的祖先还不会使用火，一直过着茹毛饮血的生活。同时，他们还要经受大自然的考验，不仅要面对各种凶猛的野兽，还要面对冬季的严寒。再后来，我们的祖先学会了利用天然火，甚至逐渐掌握了生火的方法，才把人类文明带入了一个新的阶段。

战国时代的《韩非子》中有记载：“有圣人作，钻燧取火，以化腥臊，而民说（悦）之，使王天下，号之曰燧人氏。”钻燧取火，正是远古时代人类祖先掌握的生火方法，火从此成为人类文明发展过程中最为重要的角色之一。火的使用，首先使人类随时都可以吃到熟食，减少疾病，促进大脑的发育和身体的进化，摆脱了茹毛饮血。火还给人类带来了温暖，使人类能够抵御严寒，扩大了人类的活动范围。同时，火也是一种狩猎和自卫的手段，让人类在与野兽的生存竞赛中脱颖而出。进入农耕时代以后，最初的农耕方式——刀耕火种，也要依靠火来进行。而原始的手工业，如制作弓箭和木矛、制陶、冶炼等，都离不开火。可以说，没有火便没有人类社会的发展，更没有人类今天的发达文明。

从柴薪到煤炭

在人类与火为伴的漫长岁月里，柴薪成为最重要的一种能源。不过，随着社会的发展和技术水平的提高，人们逐渐发现燃烧同样体积的煤炭能够释放出比柴薪多得多的能量。煤炭是一种比柴薪更好的能源。因此，煤炭也成为主要的能源之一。

随着工业革命的开始，煤炭的需求不断增长，从钢铁生产到简单的面包制作，越来越多的行业使用煤炭。大家也许在一些影视作品当中看到过吐着浓浓黑烟的蒸汽火车，它正是工业革命时代的代表。蒸汽机作为工业革命的核心技术之一，对煤炭有巨大的需求，火车、轮船、工厂机器等的运转都依赖蒸汽机提供动力，而蒸汽机则需要燃烧煤炭来产生足够多的蒸汽。此外，钢铁作为工业革命的核心产品之一，也需要消耗大量的煤炭来进行冶炼加工。可以说，煤炭作为能源，为工业革命时代人类文明的发展提供了强劲的动力。反过来，人类文明的发展又促进了煤炭开采、加工、运输技术的发展，降低了成本，有力地推动了煤炭的广泛使用。

石油——现代社会的血液

在煤炭之后，一种更加高效的能源登上历史舞台，它就是石油。石油是地球送给人类的一件超级大礼。自从它被开采利用以后，世界发生了奇妙的变化！人类极尽所能，发挥创造力把石油变成各种物质，让我们的世界更加丰富多彩。

作为全世界使用最广泛的能源，石油在海、陆、空交通和工业生产中发挥着重要作用，堪称人类社会能源“皇冠上的明珠”！到了21世纪的今天，汽车、飞机等已经成为便捷的出行工具，而这些交通工具能够运行，无不仰仗石油。

除了用作能源，石油还能作为化工原料在我们的生活中大显身手！聪明的科学家们用想象力和创造力不断丰富着人类的生活。到现在为止，我们已经数不清石油到底生产了多少种产品。各式各样的塑料制品、五颜六色的衣服、治疗疾病的药品、建筑房屋的材料、农业生产中的化肥……几乎都有石油的身影。总之，人类的“衣食住行”基本上已经离不开石油了。

电力——划时代的革命

电的发现是人类社会发展的一个具有划时代意义的革命。

早在公元前600年左右，古希腊哲学家泰勒斯就发现摩擦的琥珀具有吸引微小物体的能力，这也就是我们今天所熟悉的静电。为了搞清楚有关电的神奇现象，很多科学家前赴后继展开探索。1752年，美国科学家本杰明·富兰克林进行了著名的风筝实验，证明了闪电是一种放电现象。1753年，科学家乔治·里奇曼在重复富兰克林的实验时不幸被雷电击中，成为研究电的殉难者。到了1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了电生磁现象，把电与磁联系在了一起。后来法国物理学家安培在重复奥斯特实验的过程中证明了电流随磁场强度变化的规律。

到了1831年，英国物理学家法拉第发现了磁生电现象，并制造出了小型发电机，标志着人类终于可以靠自己产生电力，取得了划时代的成就，电力逐渐被应用于人们生活的方方面面。

现如今，电力的应用极大地解放了人类的体力和脑力。借助各种形式的电动机械和电子信息技术，人类的生活范围不断延伸。电力已成为现代社会的重要物质基础。

李四光先生的担忧

煤炭和石油的不可再生问题及其所引发的环境问题，直到最近几十年才被大家关注。其实，早在1920年，李四光先生就以战略科学家的视角，思考了人类社会发展与能源的关系。他在1920年所作的题为“现代繁华与炭”的演讲当中指出，地球上煤炭的储量是有限的，世界愈趋于繁华，煤炭的消费量愈逐年增加。到了世界煤炭用完的时期，或者极不容易开采出来的时期，我们是不是可以用其他能源替代煤炭，来维持人类社会的繁华？

李四光先生认为这个问题很大，很有研究的必要，也提出了解决未来能源问题的研究路径。他认为，地球上流行的天然势力（也就是我们今天常说的能源）不仅有潮汐力、太阳能、水力、风力等，还有原子能和地下热能。李四光指出：“假使我们能用一种方法把原子打破，使它那里的势力发泄出来，那么就是开了一条新路去利用天然势力。”“还有一项势力的渊薮（sǒu）[1]，我们应该想到，那就是地中的热。地下的热度，远过于地面；有种种事实为之证据……假若我们能造许多很深的井，使地中的热流出来。那真可谓别开天地。”

李四光的构想切中要害，为解决社会发展中的能源问题提出了破解之策，如今这幅“别开天地”的图景正在逐步实现，我国的新能源快速发展。