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但是，为了能够实际引进这个系统，许多基本需要还有待实现。光是发展这样一种能够实现传送的器具是不够的。这种机器必须在高度节省成本下，能够在实际条件里实现电能的转换和传送。此外，还要为致力于工业开采自然动力资源，例如是瀑布的人提供指引，确保他们比投资开发地方财富有更大得多的回报。
与已制定的观点相反，从一观察到能够廉价而轻易地让大气层变成导电那一刻起，无线电力输送已经成为了工程师们的首要任务，其重要性超过了所有其它东西。它的实际成就是意味着能量可以被地球上任何地方的人们使用，而不再是局限于一小处地方，比如是用适当的机器从环境介质、从瀑布似的东西中获得，但是数量事实上是无限的。能量的输出对于很多适合的国家会是收入的主要来源，例如是美国、加拿大、中美洲和南美洲、瑞士和瑞典。人类可以在各处定居，只用少许的工夫就可以施肥和灌溉，把沙漠变成绿洲，全球也因此而得到改变，为人类打造一个适合的住所。如果火星上有智慧生命的话，他们很有可能在很久以前就实现这种想法，这样可以解释得到天文学家记录下来的他们星球表面的变化。那颗行星上的大气层密度比地球小得多，也让任务变得更加容易。
很可能我们很快将会拥有自动的热力发动机，能够从环境介质中提取数量适中的能量。也有可能通过小小的发电机，我们就可以直接地从太阳中获取电能。如果麦克斯韦的理论是对的话，这也许是一种情形，因为所有频率的电子振动都是从太阳中散发的。我仍然在研究这个课题。威廉·克鲁克斯爵士展示了他的美丽发明，称为“辐射计”，通过一种机械效应的影响会产生出射线，这会导致一些重要的新发现，例如是以新奇的方式来利用太阳射线。其它的能量来源也会敞开，从太阳中提取能量的新方式也被发现，但这些或类似的成就都比不上通过介质把能量传送到任何距离的重要性。我可以想象，没有其它技术上的进步会比这个更有效地趋向于人类各种不同元素的统一，或者能够为人类获取更经济的能量。它是促进人类质量的最佳方法。这样一个激进的里程碑，光是道德方面的影响也是不可计算的。另一方面，如果依靠自动热力发动机或其它机器，可以在地球任何地方的环境介质中获取数量有限的能量，那么受制条件就和过去没有两样。人类性能会提升，但人类依然和以往一样地陌生。 我预料，任何这些尚未准备好的结局，经由长期亲密接触，对我而言是简单而显而易见，但会被认为是离实际应用还远。 我手上的工作， 歌德的“希望”，威廉·吉布森 翻译 EFFORTS TOWARD OBTAINING MORE ENERGY FROM COAL·THE ELECTRIC
TRANSMISSION·THE GAS- ENGINE·THE COLD-COAL BATTERY.
我记得曾经有一次，我认为把煤燃烧时产生的电能贮存在电池里是迈向这种先进文明的第一步，然而我感到惊讶的是，经过再三研究这个问题，我改变了原有的看法。现在对我来说，要把燃烧的煤贮存在电池中，不管多么有效，都只不过是一个权宜之计，采用渐进式的方法来迈向这个目标会是更加理想。毕竟，总的来说，以这种方式来贮存电能，我们会破坏原料，这会是一种粗野的过程。我们应该能够获得这种能量而无需浪费原料。但是，我远远没有低估这样一种高效燃料的价值。目前为止，大多数的动力都来自于煤，直接的或间接的。它大大地增加了人类能量。不幸的是，在现在采用的所有加工方法中，煤能量的更大一部分是闲置的。最好的蒸汽机也只是利用了全部能量的小小一部分。即使在内燃机里，尤其是后期的，可以得到较佳的效果，但仍然有大部分是处于浪费。在我们的电灯系统，我们很少用到百分之三分之一的煤，仍然有大量的浪费在里面，用气体来照明，消耗的煤能量还会更少。考虑到在世界各地，煤的各种各样用途，无疑地，使用不超过百分之二的煤能量在理论上是可行的。人们应要停止这种无谓的浪费，这将对人类有极大的益处，尽管他提出的解决方法并非持久，因为这样最终会导致原料贮存的枯竭。现在主要是通过两个方向来尽力从煤中获取更多的能量：通过发电；以及用产生的气体作为动力。这两种方法都已经获得了显著的成效。
交流电输送系统的进步，标致着人类利用煤能源的经济新纪元。显然，所有的电能都是来自于爆布，它贮存了大量燃料，对人类是一种净利，并且会更加有效，事实上它几乎不需要人类努力付出，因为源自太阳的能量最为完美，它在许多方面为文明进步作出了贡献。但是，电力能够使我们从煤炭中获取更多的能量，比以往的任何方式还要多。我们只需在煤矿附近燃烧煤，用发电机来发电，然后把电流传送到远方，而不是花钱去把煤运到远方，从而相当有效地节省能量。我们利用蒸汽和电动机来产生电流，而不是在工厂里利用输送带和轴承的旧有耗能方式来操练机器。用这种方式，从燃料中获取二至三倍有效动力是不平凡的，此外安全性也是重要的有利条件。在远程输送能量这一领域，它的功率差不多相当于交流电系统。利用理
但是，这样的改进都比不上随着时间流逝而逐渐改进，迈向某种更完美的状态，因为最终我们必须要成功地以一种更加直接的方式从煤中获取电，包括不损失过多的热能。煤是否可以通过冷加工过程而被氧化还是个问题。它与氧结合总是产生出热。碳和其它元素结合而产生出的能量是否可以直接地转变成电也是一个未知数。在某种情况下，硝酸会把碳燃烧，产生一种电流，但产生出的溶液不会冷却。把煤氧化的其它方法也被提议过，但他们还没有提供一种有效的处理方法。我自己完全缺乏成功的经验，尽管也许不是完全地缺乏，还有某些冷煤电池的“完美”想法。这个问题本质上是由化学家去解决，而不是由预先确定结果的物理学家去做。所以，当实验是可靠的时候，它不可能会失败。化学，尽管是一门实际的科学，但仍然不承认用这样的实际的方法来得到一种溶液，因为那样会涉及到很多物理方面的问题。如果可能的话，可以通过专有的试验来得到结果，而不是通过推论或计算。然而，当化学能够通过一个明确的过程来事先制订的时候，当得到预期效果的过程变得完全有建设性的时候，这很快会来到。冷煤电池会为电力的发展提供极大的推动力；它很快地会导致一种实用的飞行机器出现；也会大大地提高汽车的性能。但是，以一种更为科学的方式，通过利用一种可点燃的蓄电池，这些和其它很多问题都会得到更好的解决。 ENERGY FROM THE MEDIUM·THE WINDMILL AND THE SOLAR ENGINE,·MOTIVE
POWER FROM 可是，在将来，不管我们的原始能量的资源是什么，我们都必须要合理地开采而不浪费任何原料。很久以前，我得出这个结论，要达到这种效果只有两种方法，就跟前面指出的那样，只有两种可能，一是利用贮藏在环境介质里的太阳能；二是利用介质把太阳能从某些地区传送到较远的地方而不需要浪费原料。那时候，我立即拒绝了后者，认为它是完全不可能，而致力于检验前者的可能性。 很难相信，但却是事实，那就是自古以来，人类就已经配置了相当良好的机器，能够使他利用环境介质的能量。这种机器是风车。与大众认为的相反，从风里得到的能量是相当多的。许多被迷惑的发明家花了一生的大部分时间致力于“利用潮汐（势能）产生的动力”，一些甚至还主张利用潮汐或波浪的力量来压缩空气，用于供给能量，却从来不明白山丘上古老的风车的作用，它在悲哀地挥动着它的叶轮，示意他们要停止。实情是通常，一个波浪—或潮汐的电动机，在商业上只有很少的机会与一个风车竞争，而后者毕竟是更好的机器，允许以简单的方式获取更加多的能量。在古时候，风车对于人类有难以估量的价值，因为除此之外，再也没有其它东西能够帮他渡过海洋，即使到了现在，它还是旅行和运输的一个非常重要因素。但是，这种理想的简单方式却大大限制了太阳能的利用。这种机器的输出是巨大的，动能是间歇的，因此贮藏能量必不可少，增加了设备的成本。 ENERGY FROM THE MEDIUM·THE WINDMILL AND THE SOLAR ENGINE,·MOTIVE
POWER FROM 除了燃料，还有足够的原料，使我们最终能够获得能量。例如，许许多多的能量被封藏在石灰石里，通过利用硫酸或其它东西，把里面的碳酸释放，能够让机器起动。我曾经制造过这样一座发动机，它运作得很好。 可是，在将来，不管我们的原始能量的资源是什么，我们都必须要合理地开采而不浪费任何原料。很久以前，我得出这个结论，要达到这种效果只有两种方法，就跟前面指出的那样，只有两种可能，一是利用贮藏在环境介质里的太阳能；二是利用介质把太阳能从某些地区传送到较远的地方而不需要浪费原料。那时候，我立即拒绝了后者，认为它是完全不可能，而致力于检验前者的可能性。 很难相信，但却是事实，那就是自古以来，人类就已经配置了相当良好的机器，能够使他利用环境介质的能量。这种机器是风车。与大众认为的相反，从风里得到的能量是相当多的。许多被迷惑的发明家花了一生的大部分时间致力于“利用潮汐（势能）产生的动力”，一些甚至还主张利用潮汐或波浪的力量来压缩空气，用于供给能量，却从来不明白山丘上古老的风车的作用，它在悲哀地挥动着它的叶轮，示意他们要停止。实情是通常，一个波浪—或潮汐的电动机，在商业上只有很少的机会与一个风车竞争，而后者毕竟是更好的机器，允许以简单的方式获取更加多的能量。在古时候，风车对于人类有难以估量的价值，因为除此之外，再也没有其它东西能够帮他渡过海洋，即使到了现在，它还是旅行和运输的一个非常重要因素。但是，这种理想的简单方式却大大限制了太阳能的利用。这种机器的输出是巨大的，动能是间歇的，因此贮藏能量必不可少，增加了设备的成本。 然而，更好的办法是，从太阳射线中获取能量。太阳射线不停地敲打着地球，以每平方哩超过四百万马力的最大功率来提供能量。尽管在每处地方，每平方里接受的平均能量只有总数的一小部分，但是随着一些新的发现，射线能量被有效地使用，无穷无尽的能量来源在向我们敞开。当我开始研究这个课题的时候，我那时候所知的唯一合理方式，就是使用一些热能，或者热动力的引擎，通过利用太阳射线对锅炉里的一种挥发性流体进行加热产生的蒸气来驱动。但是，最近的研究表明，这种方法和计算，尽管从太阳射线那里显然地可以获取大量的能量，可是实际上只有其中很小的一部分能够被利用。另外，通过太阳射线提供的能量是定期的，我发现，利用风车发电的局限性，也同样出现在这里。经过了长期的研究，发现这种从太阳获取动力的方式，也需要用大批巨大的锅炉，低效的热力发动机，再加上贮存能量的额外费用和其它缺点，我得出的结论是，除了少数情况以外，“太阳能发动机”在工业上不能够成功地大批开发。
从介质中提取动力而不浪费任何原料的另一种方式是利用蕴含在地下、水源，或者是空气中的热能来操纵机器。一个众所周知的事实就是，地球内部非常热，温度在上升，正如观察所得，每靠近地心一百英尺，就增加一摄氏度。无法克服的困难是，如何通过升降轴来把锅炉放到地底下一万二千英尺的深处去，相对应的温度是120摄氏度。事实上，要获取贮藏在地球内部的能量，进入这么深的地方是完全没有必要的。地球的表层和大气层的温度接近，足以让一些极度不稳定的物质挥发，我们在锅炉里是使用这种物质，而不是水。毫无疑问，一个放在海洋里的容器，可以用这样一种挥发性流体驱动的发动机来驱动，除了从水里获取热能以外，不浪费其它的能量。但是，没有更进一步的供应，以这种方式获取的能量总计是非常少的。
由自然产生的电流是另一种可利用能源的来源。闪电释放出大量电能，我们可以通过把它转变成另一种能量，然后贮存起来，再利用它。几年以前，我因为一种转化电能的方法而变得出名，这种做法的开头很容易，但要把闪电释放出的能量贮存起来却很难完成。另外，众所周知，电的流通贯穿整个地球，在地球和不同大气层之间存在着电压，其变化与海拔高度成比例。 我确认的第二个事实是，上空的大气层带有与地面完全相反的电荷。所以，至少地，我已经对我的观察作出了解释：地球、还有它邻近的绝缘体和外面的包壳，组成了一个充满了电的大电容。如果有一根线通往海拔高处，很可能地，大量的电能都可以转成人类之用。 有可能，甚至很可能，在不久的将来，我们现在还不知道的其它能源会被发现。我们甚至还可以想方设法把磁力或重力等力量应用到机器动力上而无需使用其它任何方法。尽管现实中这是非常不可能的，但并不是完全没有可能。一个例子将会最好地表达了“什么是我们希望能够得到的”，“什么是我们不可能得到的”。想象一个由某些同类材料材料造成的碟子，它完全是真实的，在地面上沿着水平方向来转动而不产生摩擦。这个碟子，在上述条件下是完全平衡的，无论在任何位置都是静止状态。现在，我们来研究一下如何让一个碟子不断地旋转，只需利用引力来运作而无需我们额外添加其它动力是可能的，但是要研究如何让一个碟子不需要任何外在力量而旋转和运作是完全不可能的。如果是可能的话，这样的科学设计应该被称为“永动机”，一种能够自己产生动力的机器。要让碟子在引力的驱使下旋转，我们只能发明一种屏罩，抵抗这种力量。通过这样一种屏罩，我们可以阻挡这种力量对半边碟子的影响，另一半随之会旋转。至少地，我们无法否认有这样一种可能性，直到我们完全了解引力的本质为止。假设这样一种力量是由一种运动所致，可比作大气层上空流向地球中心的气流。这样一种气流对两半碟子的影响是相同的，下半部分通常不会旋转；但是如果镀上了金属的另一半能够捕获能量，那么它就会旋转。
虽然那时我对提及过的许多事实并不熟悉；然而，当我在再三考虑下开始研究这个课题的时候，当前述或类似的想法首次呈现在我眼前的时候，经过对利用介质能量的各种方式的考察，使我深信要得到一种完全满意的实际解决方案，就要有一种与已知截然不同的方法。风车，太阳能，以及由地热驱动的引擎，在获取大功率的能量上，都有它们的局限性。必须发明一些新的方法，使我们能够得到更多的能量。介质里面有足够多的热能，但是利用已知的方法，只有其中的一小部分能够用于操作机器。此外，只能以非常低的效率来获取能量。显然地，问题是：要发现一些新的方法，即能够充分地利用介质的热能，同样也要以更快的效率把它拉走。
我曾经努力地去想如何能够把它实现，但始终是徒劳无功。我读到了卡尔诺和开尔文爵士（他当时是威廉·托马斯先生）的一些论述，意思是说在低于周围环境的温度下，让一部无生命的或自动的机器去把介质的一部分冷却下来，用抽出来的热来运作事实上是不可能的。这些论述深深地使我感兴趣。显然地，生命体完全可以这样做，因为我讲述过的早年实验已经使我确信，一个生命体只是一部自动机器，或者说是一个“自动引擎”，我得出一个结论，就是构建一部同样的机器是可能的。实现这个目标的第一步，我构想出以下的机械装置。想象一个热电堆，是从地球伸出来的数个金属棒组成，依照金属棒较低部分所处的位置，会把地球，或者海洋和空气冷却。而结果，正如很多人所知道的，会产生出一种电流，在这些金属棒中间流通。热电堆的两个接线端现在透过一个发电机而连接在一起，理论上，这个发电机会连续不断地运作，直到下面的介质会冷却到外太空的温度为止。这将会是一个无生命的引擎，显然地，会把介质的一部分冷却到周围温度以下，又以抽取出来的热量来运作。
于是，有了这样的想法，如果能做得到，那么就为如何从介质中获取能量的问题提供了令人愉快的解决方案。但是，它真的能做到吗？我深信会有许许多多的方法，以下是其中一种。说起热量，我们来作个类比。假定我们是处于一个高海拔的地方，可以比作一个山顶上的湖，位于海面以上很高的地方，海拔高度标志着存在于星际空间的绝对零度。热量，像水一样，从高处流向低处，从而，正如我们可以让湖水流入海洋里一样，我们也可以让热能从地球表面上升到高处寒冷的地方。热能，像水一样，可以在流动的过程中做功。如果我们对利用热电堆（温差电堆）是否能够从介质中提取能量有任何疑惑，就象先前所述的那样，那么在此种类似情形下，疑惑也被消除。但是，我们是否能够利用其中一部分的特定空间来产生冷却，然后促使热能源源不断的流动呢？要在介质中创造这样一个“水槽”，或者“冷洞”，相当于在湖里制造一个空间，要么是真空，要么是装满一些比水轻得多的物质。我们可以做得到，在湖里放一个水箱，然后把里面的水完全抽出来。接着，我们得知，如果让水流回水箱里，从理论上说，能够得到与使用水泵把水抽走时完全相同的功，但不会得到更多。因此，先把水抽走，然后让它往下流的这种双重运作什么也得不到。那意味着要在介质中创造这样一个“水槽”是不可能的。
认识了这个真理以后，我开始想办法把我的想法实现。经过了长时间的思考，我最后构想出了一组机械设备，通过一系列的步骤把大气冷却，从而能够从介质中获取能量。这种设备，通过不断地把热能转变为机械功，使温度变得越来越低，如果能够用这种方法来制造出非常低的气温，那么一个装载热能的“水槽”便会产生，也可以从介质中得到能量。这似乎与卡诺特和开尔文爵士的观点相反，但我从整个过程中得出结论：这样的结果能够达到。我想，在1883年的下半年，我在巴黎的时候，每当我的头脑越来越多地被先前构想的发明所占据，我便得出这样的结论，自此以后它便以“转动式磁场”名字为人所知。 在随后的几年，我进一步地具体实现先前构想好的计划，还研究了它的运作状况，但几乎毫无进展。但是在这个国家里，对发明的商业引进耗费了我的大量精力，直至1889年，我才重新拾起自动机器的想法。最近对相关原理的研究和计算表明，用普通的机械，以实际的方式根本无法得到我期待的结果，跟我开始的时候想的一样。这导致我下一步去研究一种通常被称为“涡轮”的机器，它似乎更有可能实现我的想法。然而，我很快发现，涡轮同样也不适合。但是我的结论表明，如果有种特殊的发动机（引擎）是高度完美的话，那么我构想的计划便会实现。于是我下决心去发展这样的发动机，这个计划的首要任务就是确保以最经济的方式来把热能转化成机械能。发动机的一个显著特征就是活塞的做功无不与其它东西相关，而是完全能够自由地高速振动。在构建这种发动机中遇到机械方面的困难比我预期的要大得多，我的计划进展缓慢。
这个工作一直持续到1892年，我来到了伦敦，见到了迪尤尔教授那美妙绝伦的液化气体实验。之前其它人曾经成功地把气体液化，尤其是奥兹韦斯基和皮斯特，已经在这一方面成功做过了早期实验，但是迪尤尔对这样的工作充满了干劲，使得这位老人看上去像年轻一样。他的实验，虽然异于我想象的，然而却表明，通过把热能转化成机械能来把气温降到非常低是可能的。我对自己所见到的留有非常深刻的印象。回去以后，我更加深信我的计划是能实行的。这项暂时被打断了的工作又重新展开。很快地，我想出了这种相当完美的发动机，取名为“机械振荡器”。接着，我成功地为这种机器摆脱了所有的包装、阀门和润滑油，使活塞产生了非常高频率的振动，坚硬钢铁做的、以相同的频率纵向地振动的轴承也被分离成碎片。籍着这种由特殊设计的发电机组合的引擎，我制造出一种非常高效率的电动机，由于振动频率保持不变，无法估计产生出的物理量，价值无法衡量。在1893年夏天的芝加哥国际电学大会开办之前，我展出过几类这样的机器，命名为“机械和电子振荡器”。在国际电学大会的演讲上，由于其它紧迫的工作，我无法为向公众公开作准备。在那个场合上，我解释了机械振荡器的原理，但这种机械的最初目的是在这里首次解释。
从环境介质中提取能源的过程，就跟我起初构思的一样，是由五个基本要素相结合，每一个都被重新设计和完善，因为没有这样的机器存在。这种组合的首个要素是机械振荡器，把它完善以后，我转向了下一个要素，是设计一个空气压缩机，在某些方面与机械振荡器相似。在构建的过程中也遇到类似的困难，但是充沛的精力推动了工作的进展，在1894年底，我已经完成了这个组合里的两个要素，从而产生了一种压缩空气的机械，事实上能够压缩到任何想要的压力，相当简单、轻巧，比普通的更加有效。我开始着手设计第三项要素，再加上头两项要素，组成了一种制冷的机器，异常地有效率和简单。这时候不幸降临在我身上，烧毁了我的实验室，我的实验付诸一炬，也耽搁了我的进度。不久以后，卡尔·林德博士宣告成功地用自我制冷的过程把空气液化，演示了用冷却的方法让空气液化是可行的。这个实验唯一地证实了我仍然在想的用我预期的方式来从介质中获取能量。
跟普遍认为的一样，利用冷冻加工来把空气液化的技术并非偶然的发现，而是一种长期积聚的科学结晶，迪瓦尔的工作很可能不可缺少。我相信，在这醉人的进展中，很大程度上是归功于这位伟大的苏格兰人强而有力的工作。然而，林德取得的是不朽的成就。液化空气的制造在德国已经持续展开了四年，在更大的尺度上，比任何其它国家要先进。这种前所未知的产物已经运用于不同的目的。大多数人一开始的时候都对它充满了期待，就此范围来说，它已经成为了工业的“鬼火”。通过使用这样的机器，跟我改进的一样，成本很可能会大大降低，但尽管如此，它商业上的成功也是令人质疑的。作为制冷，它是不经济的，因为没有必要把温度降到这么低。要让机件的主体部分维持非常低的温度，跟维持高温一样，是非常昂贵的；它需要利用煤炭来让空气保持低温。在氧气制造中，它也依然无法与电解的方法竞争。作为一种炸药来使用，它是不适合的，因为它的低温又使它只能以低效率来运作，它使用的动力决定了它的花费非常高。然而，它引起了人们的注意，促使一种由液态空气驱动的发动机诞生，所有的能量都可以从那种发动机中获取，否则的话，就是通过环境介质来使发动机保持运转。后者需要用二百磅的铁铸成，每部这样的发动机能够在一小时内以一有效马力的速度来提供能量。但是，消费者得到的这种收益也只是刚好弥补生产者的损失。 其中之一就是我有充足的时间来思考这种发展的最终可能是什么。我为此工作了很长时间，最后完全确信从太阳中获取能量的方法在工业上的价值是无法估计的，但是继续研究这个课题，发现如果我的期待是完全有根据的话，从商业利润的角度来看，它事实上是不那么有利可图的。
该计划由当代艺术家冠华组织发起,致力于对科技、经济、文化领域进行反思,并为因次衍生的贫富差距等问题展开实际行动,研发低成本的生态能源技术,进行区域化的社会、经济实验以及可循环的生态建筑和有机农业技术研究及相关在人类文明发展中的负力提供解决方案和经验文本。 CONTECT 联系方式 |
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