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一、從(cong) 普羅米修斯盜火到燧人氏鑽木取火

無論是在古希臘神話的普羅米修斯盜火的傳(chuan) 奇中，還是在早期人類對火的發現的過程中。火的發現和利用無疑都是人類文化演化的轉折點。在普羅米修斯的神話中，他盜取了太陽神阿波羅的火種送予人類，為(wei) 人類驅趕了黑暗和寒冷，給他們(men) 帶來光明和溫暖。

而在早期人類社會(hui) 中，對火的使用對人類文化演化有非同尋常的重要意義(yi) 。火的使用令人類烹煮食物，並從(cong) 加熱過的食物中攝取蛋白質和碳水化合物。火又提供溫暖，使人類在寒冷的夜間以及寒冷的氣候中活動。火提供了天然光源外的另一選擇，也給予人類抵禦外來食肉動物的入侵的能力。

人類從(cong) 發現火到利用火，這中間是有個(ge) 過程的。最初，我們(men) 的祖先對自然界因雷電或者其他原因引發的熊熊燃燒的火是無知的，甚至可以說是恐懼的。但當我們(men) 的祖先從(cong) 野火燃燒過的地方撿到並食用了被火燒過的野獸(shou) 、野菜和野果等，他們(men) 發現了這樣的食物不僅(jin) 容易咀嚼、口感更好，而且不容易導致生病。於(yu) 是我們(men) 的祖先漸漸地敢於(yu) 接近火了。同時，他們(men) 也發現了火發出的光亮和產(chan) 生的熱能可以幫助他們(men) 抵禦寒冷，防範野獸(shou) 的侵襲。

我們(men) 的祖先將自然火用火把點燃之後帶回居住的洞穴，居住在附近的人再到這裏借火，這樣的火稱為(wei) 火種。人們(men) 取回火種之後要細心照料，以防火種熄滅或者造成火災。但當時人們(men) 對火的利用還處於(yu) 比較被動的狀態，因為(wei) 一旦火種熄滅，人們(men) 可能就要到很遠的地方去借火或者找火。但是這樣相當不方便，於(yu) 是人類根據自身的經驗試著去造火，在不斷嚐試的過程之中，人類逐漸掌握了用石塊敲擊、摩擦取火的方法，後來人類發現了一旦在木材上以較快的速度鑽孔時，會(hui) 有火花產(chan) 生的現象，從(cong) 而進一步發明了鑽木取火的方法。

中國古代有燧人氏鑽木取火。其實燧人氏未必確有其人，隻是由於(yu) 這種方法的發明，給人類利用火帶來了極大的方便，人類為(wei) 了紀念這一偉(wei) 大創舉(ju) ，於(yu) 是便創造了燧人氏鑽木取火的傳(chuan) 說。總之，火的發現和利用是人類第一次支配了一種自然力量，從(cong) 刀耕火種的原始農(nong) 業(ye) 的出現，到燒製陶器、冶煉銅器等都離不開火的發現和利用。火的發現和利用對人類生產(chan) 力和社會(hui) 的進步起到了極大的作用。

柴薪是人類第一代主體(ti) 能源。人類學會(hui) 用火之後，首先用樹枝、雜草等作為(wei) 燃料，用於(yu) 燃燒煮食和取暖。火還給人類以光亮，使人能在夜間活動。火還可以煆燒礦石、冶煉金屬、製造工具。恩格斯在評價(jia) 火的作用時說：“磨擦生火第一次使人支配了一種自然力，從(cong) 而最終把人同動物分開。”

幾十萬(wan) 年以前人類學會(hui) 了用火，在漫長的歲月裏，一直以柴草為(wei) 生活能量的主要來源，燃火用於(yu) 燒飯、取暖和照明。後來逐漸學會(hui) 將畜力、風力、水力等自然動力用於(yu) 生產(chan) 和交通運輸。這種初級形式的能源利用直到19世紀中期都沒有太大突破。在1860年的世界能源消費結構中，薪柴和農(nong) 作物秸稈仍占能源消費總量的73.8%。

二、曆史悠久而具有無限前景的水能、風能

利用從(cong) 能量的角度來看，流動的水和空氣都能做功，具有機械能。大自然中的流動的水和拂過的風是取之不盡用之不竭的天然能源，並且人類在很早以前就開始利用水能和風能來滿足人類對能源的需求。

人類利用水能的曆史相當的悠久，而我們(men) 中國也是世界上最早利用水能的國家之一。早在1900多年前，智慧的中國古代人民就發明了木製的水輪，讓流水衝(chong) 擊水輪轉動，從(cong) 而將流動的水的機械能轉化成水輪的動能，進一步帶動其他的裝置，完成汲水、磨粉、碾穀、灌溉、排澇等等工作。我國宋代的科學家宋應星的著作《天工開物》中，就詳細地記載了古代人民對水能的利用。

至於(yu) 風能的利用，那就更早了。在蒸汽機發明之前，風能曾經作為(wei) 重要的動力，用於(yu) 船舶航行、農(nong) 田灌溉、排水磨麵等。最早的利用方式是“風帆行舟”，埃及被認為(wei) 是可能是最早利用風能的國家，幾千年之前，古埃及人的風帆船就在尼羅河上航行。我國也是最早使用帆船和風車的國家之一，唐代的詩仙李白詩雲(yun) ：“乘風破浪會(hui) 有時，直掛雲(yun) 帆濟滄海”，可見唐代時風帆船廣泛地應用於(yu) 江河航行。至於(yu) 風帆船最輝煌的時期則要數中國的明代，明朝時三寶太監鄭和七下西洋，遠揚國威，成熟的風帆船製造技術功不可沒。明朝以後，風車在中國得到了廣泛的利用，宋應星的《天工開物》一書(shu) 中記載有：“揚郡以風帆數扇，俟風轉車，風息則止”，這就是對風車比較完整的一個(ge) 描述。16世紀的時候，荷蘭(lan) 人利用風車排水，與(yu) 海爭(zheng) 地，在低窪的海灘地上發展，逐漸成為(wei) 一個(ge) 經濟相當發達的國家。當今的荷蘭(lan) 人將風車視為(wei) 國寶，而在北歐國家保留的那些荷蘭(lan) 式的風車已成為(wei) 了人類利用風能的曆史見證。

在蒸汽機出現之前，水力機械和風力機械都是重要的動力機械，其後隨著煤、石油、天然氣的大規模開采和廉價(jia) 電力的獲得，曾經被廣泛使用的風力、水力機械，由於(yu) 成本高、效率低、使用不方便等原因，逐漸失去主流地位。

但是，水能、風能作為(wei) 大自然中取之不盡、儲(chu) 量充沛的可持續能源，在一度被冷落之後卻又煥發了新的生機。19世紀末，丹麥人首先研發了風力發電機，建成了世界上第一座風力發電站。風力發電站在解決(jue) 無電農(nong) 牧區人民的用電問題方麵起到了非常重要的作用，特別是在20世紀70年代之後，利用風力更進入了一個(ge) 蓬勃發展的階段，在世界不同地區中建立了許多的風力發電站。至於(yu) 利用水能的水力發電站更是遍布全世界各個(ge) 蘊藏豐(feng) 富水資源的地區，為(wei) 人類提供著大量的清潔、可持續能源。可以預見的是，水能、風能作為(wei) 作為(wei) 儲(chu) 量極其豐(feng) 富、清潔無汙染的自然能源，必將會(hui) 有進一步的發展，成為(wei) 多能源結構的一個(ge) 重要組成部分。

三、從(cong) 遠古的生命到現代的化石燃料

化石燃料也稱為(wei) 礦石燃料，其包括的天然資源為(wei) 煤炭、石油以及天然氣等。這些資源都是埋藏在地下和海洋下的不能再生的燃料資源。

煤炭時代2000多年以前人類就知道煤炭可以作為(wei) 燃料。公元前500年我國古人就發現了“黑石頭”（煤），用煤作燃料已有1000多年的曆史。14世紀的中國、17世紀的英國采煤業(ye) 都已相當發達，但煤炭長期未能在世界能源消費結構中占據主導地位。

18世紀70年代，英國的瓦特發明以煤炭作燃料的蒸汽機。蒸汽機的廣泛應用使煤炭迅速成為(wei) 第二代主體(ti) 能源。煤炭在世界一次能源消費結構中所占的比重，從(cong) 1860年的25％，上升到1920年的62％。

17世紀中葉，由於(yu) 煤炭生產(chan) 和使用技術日趨成熟，人類能源消費逐步由煤炭代替木炭。煤氣燈的使用，蒸汽機的發明，使煤炭一躍成為(wei) 第二代主體(ti) 能源，並開創了18世紀的工業(ye) 文明。以煤炭作燃料的蒸汽機，使紡織、冶金、采礦、機械加工等工業(ye) 獲得迅速發展。同時，蒸汽機車、輪船的出現，使交通運輸業(ye) 得到巨大進步。

19世紀以來，電磁感應現象的發現，使得由蒸汽輪機作動力的發電機開始出現，煤炭作為(wei) 一次能源被轉換成更加便於(yu) 輸送和利用的二次能源―電能。

石油時代人類很早就發現了石油，《漢書(shu) 》、《夢溪筆談》有描述。公元前250年，中國人就首先發現石油是一種可燃的液體(ti) 。

自1782年瑞士人發明煤油燈到1853年全球普遍使用，石油所發揮的功能幾乎全是照明。1854年，美國賓夕法尼亞(ya) 州打出了世界上第一口油井，石油工業(ye) 由此發端。19世紀末，人們(men) 發明了以汽油和柴油為(wei) 燃料的內(nei) 燃機。福特研製成功了第一輛汽車。此後，汽車、飛機、柴油機輪船、內(nei) 燃機車、石油發電等將人類飛速推進到現代文明時代。石油以及天然氣的開采與(yu) 消費開始大幅度增加，並以每年2億(yi) 噸的速度持續增長。雖然經曆了多次石油危機，石油價(jia) 格高漲，但石油的消費量卻不見有絲(si) 毫減少的趨勢。現已成為(wei) 第三代主體(ti) 能源。世界進入了“石油時代”。

1886年德國人本茨和戴姆勒研製出第一輛以汽油為(wei) 燃料、由內(nei) 燃機驅動的汽車，進入大規模使用石油的汽車時代。石油和天然氣逐漸取代煤炭，在世界能源消費構成中占據主要地位。1965年，在世界能源消費結構中，石油首次超過煤炭占居首位，成為(wei) 第三代主體(ti) 能源。到1979年，石油所占的比重達到54%，相當於(yu) 煤炭的3倍。

天然氣天然氣是指自然界中天然存在的一切氣體(ti) ，包括大氣圈、水圈、和岩石圈中各種自然過程形成的氣體(ti) （包括油田氣、氣田氣、泥火山氣、煤層氣和生物生成氣等）。

人們(men) 長期以來通用的“天然氣”的定義(yi) ，是從(cong) 能量角度出發的狹義(yi) 定義(yi) ，是指天然蘊藏於(yu) 地層中的烴類和非烴類氣體(ti) 的混合物。在石油地質學中，通常指油田氣和氣田氣。其組成以烴類為(wei) 主，並含有非烴氣體(ti) 。

2020年5月6日，中國石油西南油氣田公司對外披露，近日發現了一條富含天然氣的新區帶，預計潛在資源量超萬(wan) 億(yi) 立方米。

天然氣的主要成分是甲烷有少量的乙烷和丙烷。是一種優(you) 質能源。現已起到越來越重要的作用。

化石燃料已經成為(wei) 了現代社會(hui) 生活中不可或缺的一部分。然而隨之而來的對環境的影響也是我們(men) 人類不可以忽視的。人類在發現了化石燃料之後，需要加以開采並且進行加工，才能使之被人類利用。而開采過程中對環境影響最典型的就是煤炭的開采。據不完全統計，迄今為(wei) 止平均每開采一萬(wan) 噸煤炭會(hui) 造成農(nong) 田0.2公頃，在開采的同時還會(hui) 對地下水造成汙染，除此之外，開采時所釋放的甲烷等氣體(ti) 以及粉塵在相當的程度上破壞了空氣環境。在化石燃料的利用過程中，化石燃料中的碳轉變成二氧化碳進入大氣，使大氣中的二氧化碳濃度增大，造成了所謂的溫室效應。而溫室效應作為(wei) 當代環境的一個(ge) 重大問題，隨之而來的是全球氣候變暖、冰川融化、海平麵上升、生物種類的滅絕等等環境問題，同時由於(yu) 化石燃料的大量使用，產(chan) 生的硫氧化物和氮氧化物，經過複雜的化學反應，形成了硫酸或者硝酸，進一步形成了酸雨，腐蝕建築物、危害農(nong) 田，對環境也造成了很大的影響。

由於(yu) 這些原因，人類應該學會(hui) 減少化石燃料的使用，而開發太陽能、電能、水能、風能等可持續、無汙染的環保能源勢在必行，能源危機的緩解和解決(jue) 也理所應當從(cong) 這方麵去著手。

四、改變人類生活的萬(wan) 能電力

電能作為(wei) 一種二次能源，便於(yu) 從(cong) 多種途徑獲得，如水力發電、火力發電、核能發電、太陽能發電及其他各種新能源發電等，同時又便於(yu) 轉換為(wei) 其他能量形式以滿足社會(hui) 生產(chan) 和生活的種種需要，如電動力、電熱、電化學能、電光源等。與(yu) 其他能源相比，電能在生產(chan) 、傳(chuan) 送、使用中更易於(yu) 調控。這一係列優(you) 點，使電能成為(wei) 最理想的二次能源，格外受到人們(men) 關(guan) 注。

電能的開發及其廣泛應用成為(wei) 繼蒸汽機的發明之後，近代史上第二次技術革命的核心內(nei) 容。20世紀出現的大電力係統構成工業(ye) 社會(hui) 傳(chuan) 輸能量的大動脈；以電磁為(wei) 載體(ti) 的信息與(yu) 控製係統則組成了現代社會(hui) 的神經網絡。各種新興(xing) 電工材料的開發、應用，豐(feng) 富了現代材料科學的內(nei) 容。物質世界統一性的認識、近代物理學的誕生以及係統控製論的發展等，都直接或間接地受到電工發展的影響。同時，各相鄰學科的成就也不斷促進電工向更高的層次發展。因此，電工發展水平是衡量社會(hui) 現代化程度的重要標誌，是推動社會(hui) 生產(chan) 和科學技術發展，促進社會(hui) 文明的有力杠杆。

自19世紀80年代開始應用電能以後，幾乎所有社會(hui) 生產(chan) 的技術部門以及人民生活，都逐步轉移到這一嶄新的技術基礎上，極大地推動了社會(hui) 生產(chan) 力的發展 ，改變了人類的社會(hui) 生活方式，使20世紀以“電世紀”載入史冊(ce) 。

電能照明給人類的便捷和好處最顯著，它消除了黑夜對人類生活和生產(chan) 勞動的限製，大大延長了人類用於(yu) 創造財富的勞動時間，改善了勞動條件，豐(feng) 富了人們(men) 的生活。這同時為(wei) 電能的應用奠定了最廣泛的社會(hui) 基礎，成為(wei) 推動電能生產(chan) 的強大動力。

電傳(chuan) 動是範圍最廣、形式最多的電能應用領域，電動機作為(wei) 最重要的動力源，從(cong) 根本上改變了19世紀以蒸汽動力為(wei) 基礎的初級工業(ye) 化的麵貌。電熱、電化學、電物理的發展，開辟了一個(ge) 又一個(ge) 新的工業(ye) 部門和科研領域。總之，電的應用不僅(jin) 影響到物質生產(chan) 的各個(ge) 側(ce) 麵，也越來越廣地滲透到人類生活的各個(ge) 層麵。電氣化已在某種程度上成為(wei) 現代化的同義(yi) 語 ，同時它也已成為(wei) 衡量我們(men) 人類社會(hui) 物質文明發展水平的重要標誌。

五、愛因斯坦與(yu) 原子核能的利用

原子核能指的是原子核發生變化時釋放的能量。如重核裂變和輕核聚變時所釋放的巨大能量。1905年，偉(wei) 大的物理學家愛因斯坦提出一個(ge) 令人難以置信的理論：物質的質量和能量可以互相轉化，即質量可以轉化成能量，能量可以轉化成質量。他指出，任何具有質量的物體(ti) ，都貯存著看不見的內(nei) 能，而且這個(ge) 由質量貯存起來的能量大到令人難以想象的程度。

在20世紀30年代，人們(men) 開始了從(cong) 原子核獲得能量的研究，40年代建成核反應堆，50年代建成核電站，以後核能開發技術日趨成熟。

1942年美國建立世界上第一座核反應堆。

1954年前蘇聯建成世界第一座發電的反應堆並正式啟用。

1956年美國的核電站投入運行。

核能利用迅速發展起來，在世界能源結構中占據重要位置。由於(yu) 受石油危機的影響，核能利用在20世紀80年代發展最快，據統計，1980年至1985年世界核能消費量增長了90%，而前蘇聯竟然增長了121%。截至2007年12月，全世界正在運行中的反應堆有439 座, 相比2002年的444座微量下降，但發電能力穩步上升，總發電量達到 37117GW，全世界核電供應已經達到總供電量的16 %，許多國家達到總供電量的1/ 3。

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