性命之谜（三十）能源：世间的真正神功，各代霸主如何号令天下？
性命之谜（三十）能源：世间的真正神功，各代霸主如何号令天下？
我们这个世界其实是不缺乏能源，天上有太阳能和风能，地上有水能、潮汐能，地下还有地热能、放射能。只是以我们人类的脆弱肉身，能够直接承受运用的能量有限而已。
自然能源拥有毁天灭地的力量，但人类难以利用
正因为如此，人类中能够实现较高能量转换的成员成为了英雄。象战国名将廉颇，骄傲地向赵王使者展示一顿饭能吃一斗米、十斤肉、一斛酒（与现代度量衡有别）。相对的，人们对自然界涵含能量的物质关注度就要少得多。殊不知，这才是真正攸关一个国家生死存亡的大神器。用武侠小说的设定来讲，蕴藏在国土上的能源矿藏就是经穴，对它们的开采利用就是修炼内功。
一
能源的幼年
不要以为古人就不需要能源，当猿人们开始吃到熟食时，人类就与能源直接挂上了钩。当时要得到火种是件很困难的事，原始人只有在发生野火时去采集一些。侥幸成功后视若珍宝，专人看守，昼夜不熄。于是宗教与神话也由此而生。
无论东西方，最早的能源物质都是植物。无他，易于获取而已。希腊神话中先知先觉之神普罗米修斯用两根茴香杆插入了太阳神阿波罗的金车，盗取了天火，交给人类。中国神话中的圣王燧人氏用钻木取火的方式开启了人类对能源的掌控。仅仅是依靠植物能源，人类就跨入了文明时代。
普罗米修斯盗火
火焰给人类带来的不仅是熟食，它还可以熔金化铁，进行铸造。烧制陶器，为人们所日用。在夜晚人们可以燃起火把，照亮黑暗，驱走野兽。在冬天可以围炉取暖，驱走严寒。作工程时可以用“火浇水激”的方式，即将大石用火烧热，再用冷水泼上使其热胀冷缩破碎。农作时可以“刀耕火种”，即一把火将野草害虫烧光，其灰烬正好肥田，于是展开耕种。火的运用让人类与动物有了根本的区别。
随着发展，人们对于火的认识更加深入，有了更多的火种来源，如阳燧、打火石。于是产生了复杂的能源文化。按先秦人的认识，各个不同季节的天候不同，因此用来点火的木头也应该有所区别，否则就会产生疾病，即所谓“改火”。按照《周礼》规定，各个季节采用的燃火薪柴材料有区别，“春取榆柳火，夏取枣杏火，季夏取桑柘火，秋取柞楢火，冬取槐檀火”。这种烧火方式看似迷信，但还是有一定的道理。因为虽然火焰都是一样的，不同的燃料对环境的影响也有所不同。
首先是因为木柴并不是一种纯净的燃料，其结构疏密按树种的不同也不尽相同，这决定了火力的大小与持久度。而且在木柴的里面含有多种化学物质，在燃烧时会挥发出来，影响环境甚至成品的性能。
烧窑
民间用烧造陶器的师傅就知道，用木材烧窑是个技术活。首先必须注意排烟，而且火力不好掌握，烧过了或者烧得不足都不好。并且不同的木柴对最后出窑的器具也有影响，可能会引起神秘的“窑变”。
传说中黄帝手下的大臣宁封子就是为此苦恼，后来得到了太清境的“玄成青天上皇”帮助才烧陶成功，后来宁封就成为了陶神。有说他最后借窑火而飞升成仙，其实这应该是人们对死于塌窑事故的陶业工人的纪念。
陶神宁封
不过对于普通人家来说，对烧柴没有特别的要求，能把饭烧熟就好。而且用榆柳槐檀这些乔木烧火太浪费了，用稻草又不经烧。于是他们多采用较为低矮的灌木当主要燃料，它们中的典型代表就是荆棘。
荆棘其实是两种以上灌木的合称。“荆”这种植物是特指那些枝条细长坚韧的灌木，种类繁多了，有金荆、紫荆、黄荆、牡荆等。“棘”特指一种上面有小刺的灌木。荆长得很快，其用途广泛，除了用来烧火，穷苦妇女还可以用来挽头发，即“荆钗”，也可以用来做家具，甚至有用来做刑具的，如老辈人说的“黄荆棍下出好人”。记住，荆上是没刺的，要是当成有刺的棘的话，一抽一掌血，那“负荆请罪”也就太作秀了。
黄荆
至迟在周代，南方的居民已经大量使用荆棘作为燃料。《诗经·汉广》中就提到：
翘翘错薪，言刈其楚；之子于归，言秣其马。
歌唱的就是一个北方人要回去，于是向朋友，也可能是情人辞行的场景。“楚”，也就是荆的别名。可能是因为汉水之南是荆树的主产地，所以才有了楚国和著名的荆州。
二
古代的能源革命
虽然木柴一直在被人们所使用，但它的缺点让贵族们越来越无法忍受，特别是它发出的烟气对室内环境的污染。因此，神功升级了，有钱有势的人家慢慢改采用炭作为新的能源。
古代贵族人家炭炉
炭，这里主要指木炭，是木材不完全燃烧的产物。其相比原本的木材具有热能比高，污染小的特点，在中学时我们应该都学过《卖炭翁》，“一车炭，千余斤，宫使驱将惜不得。”一个普通烧炭百姓的成果居然被宫廷抢夺，侧面显示出贵族对木炭需求的旺盛。事实上烧炭也的确是个辛苦活，光选材就很费劲。不是每一种树都适合烧炭的，象栗木、枳木、樱桃木、杨梅树等质地坚实的木材烧的炭就好。而象桐木、杉木、松木、竹子这些制的炭就不经烧，没火力。烧炭者必须精选木头，把它们整理成段，装窑烧制。这说明烧炭的起源可能也是来自于烧陶器。所以同样也要注意排烟、烧透。因为只有这样才能让木材排放出所有的化学物质与水份，彻底碳化。其实它们排放的物里也有很多珍贵的化工原料，如果收集的话可能提炼出甲醇、焦油等有用物质。但在古代也只能将这些资源浪费了。
卖炭翁
随着社会的发展，对木材用量的增长，能够用来烧火烧炭的木头越来越少。因为好烧炭的木头往往也是好的家具或工程材料。像汉武帝治理黄河时，因为当地人烧柴做饭，竟然导致无材可用。最后不得不象四川的都江堰一样，用竹篓装石堰塞施工。于是人们开始寻找替代燃料，于是找到了煤。
其实在《山海经》里，已经有了煤的踪影，在里面煤被叫做“石涅”，分别出在女床之山、女几之山、风雨之山。古人认为煤是介于金土之间的物质，开始是将其作为一种宝石，在西周古墓中就出土过不少以煤玉雕琢而成的环佩。
但人们后来发现了煤的数量众多，更妙的是它往往生长在没有树木的地方，这可就太妙了。 在西汉时期，我国就开始了煤矿的大量开采和使用。煤被运用于烧制陶瓷。比起柴草来，煤的火力足，不用太在意排烟问题。不过这样来烧出的瓷器砖瓦比起柴烧的缺少变化。但要将煤广泛用于重要的工业冶炼要等到宋代。这是因为我国的煤的含硫量很高，而且易碎，这样炼出来的铁质量也不高，而且易碎。在作炊事中，煤也有缺点，那就是不能烧豆腐，其烧出来味道焦苦难食，这当然也是杂质的影响。
煤玉其实就是高质量的炭，也可以用来做工艺品
而在宋代，我国的工匠们破解了这一工艺难题。苏东坡的一首《石炭行》堪可为明证：
南山栗林渐可息，北山顽矿何劳锻。为君铸作百炼刀，要斩长鲸为万段。
这诗证明了当时在中国冶铁业上，煤炭已经开始广泛运用。
为什么会发生这样质的变化？很大程度就是因为宋人采用了和制造木炭同样的技术，也就是干馏。在1000度高温下将普通煤炭转化成了焦炭，这一技术领先了西方五百年。
到了明末，人们已经对煤炭有了更深入的认识。《天工开物》中记载，煤分为明煤、碎煤、末煤三类。明煤就是大块的高级煤，出产自河北、山东、陕西、山西。碎煤要小此，出自江苏、安徽、湖北，它又可以分为“饭炭”与“铁炭”，一用于烹调，一用于冶炼。末煤就是用煤渣，可以捏合成煤饼，也叫“自来风”，日常使用。
焦炭
李时珍在《本草纲目》中也提到了煤。但更重要的是，他在药物类别中专门设置了“火部”：
《和汉三才图会》火部
这里“龙火”可能是指在旋风或焚风中自燃起火，而“三味真火”则是小说的夸大。
可以看出，李时珍的分类还是其于传统的阴阳五行。如石油火与水中磷火所以被说成阴火，多半是因为它们“生于”阴水之中。很多解释用今天的眼光看是伪科学。但是其可贵一点在于它将天地人的活动都能归结到“火”上，用现代的眼光看，那其实就是指能源。可惜的是，这达到了中国古代对能源认识的最高峰，后来就没有进步了。
三
西方神功大成
在中国能源发展陷入停滞的时候，西方的欧洲却异军突起。曾经有外国学者提出观点，认为第一次工业革命发生在英国没有发生在中国，是因为英国有足够的煤而中国没有。这说法当然是错误的。但第一次工业革命的确与煤脱不了干系。那是在18世纪初，因为西欧殖民者的全球殖民使人口迅速增长，社会对燃料的需求爆增，在同样经历木材与煤炭的比较后，欧洲人选择将煤炭做为主要燃料。于是社会对煤炭的开采需求水涨船高。
英国煤矿
好在英伦三岛本身就富产大量可开采的煤炭资源，这就解了燃眉之急。但是随着开采力度的加大，采煤地层越挖越深，一个难题出现在人们的眼前，那就是如何排出矿井积水？
蒸汽机应运而生，它最早的制造目的其实是为了从矿坑中汲水的，却成为了世界上第一台火力机器。我们所熟悉的瓦特其实只是设计蒸汽机的诸多人中名气最大的一位。事实上蒸气机从提出构想到最后的完成型历经了上百年的时间，差不多也就是中国的康雍乾三朝时期。瓦特的历史作用在于在他的改进下，蒸气机不但能为汲水提供动力，还能运用在其他生产上面。有了更多的煤炭，英国人在1788年才发现了干馏技术，开始制作焦炭，成为了主要燃料。
改变世界的蒸汽机器，塞博朋克风格的起源
在发明家的不断改进下，装了蒸汽锅炉的轮船劈波斩浪，来往于各大洲之间。呼啸的火车征服了陆地，成为当时最便捷的交通工具。工厂里也用上了蒸汽机，生产出比以前多得多的产品。煤炭为这些生产提供了动力，而这些生产反过来也推高了对煤炭的需求。这就像武侠小说里的“打通任督二脉”，真气循环不息，自成天地。从此，煤炭成为世界能源之王。英国也在它的帮助下征服了世界。到了19世纪中叶，英国的煤炭产量竟然占到了世界的三分之二。
但是正象所谓“剑走偏锋”，世事的发展是往往超过预期的。煤炭的王者地位的崩塌始于一种古老的能源需求，那就是照明。
照明燃料与工业燃料是同源的。最早也是采用木材。但其难度在于照明多用于室内，对安全和环保有更高的要求。于是后来无论东西方都过渡到了用油来做为燃料。东方的是豆油，西方的是橄榄油，还有辅助用的蜡烛。但最开始的油灯或者蜡烛的光线都比较黯淡，要想获得比较好的亮度也就只有增加灯的数量。但这样不但繁琐，失火风险也会加大。
照明黑夜的油灯
18世纪，一位叫艾梅·阿尔冈的瑞士科学家发明了一种新型油灯，它的亮度远在之前的油灯或者蜡烛之上。但也证明了，过去的这些照明燃料都不完美，要想获得更亮的光照，人们需要更好的燃料。
首先被列为选择的是鲸油。鲸脂熬出来的油不是理想的食用油，但正好适用于新型油灯。鲸鱼的灾难日开始了，在瓦特正在改进蒸汽机的1770-1785年之间，光是美国马萨诸塞州的捕鲸人就年产4.5万桶鲸油以满足市场需要。到19世纪，人类已经捕杀了25万只鲸，世界现存鲸鱼数量只及其一个零头。但这样依然不能满足日益增长的室内照明的需要。
影响巨大的捕鲸产业
1848年，苏格兰化学家詹姆斯·扬和加拿大化学家亚伯拉罕·格斯纳先后发现了一种从煤炭中提取液体的方法，这种液体点灯非常好，于是被叫做煤油。那时正值美国南北战争前夕，因为捕鲸船成为了军事目标。这给煤油的推广创造了条件。但很快，煤油的生产就把煤抛弃了，人们注意到在煤矿附近出现的一种黑色油体，用它制作灯油可谓物美价廉。于是新产品也被命名为“煤油”。尽管它的生产原料已经不是煤了，其真名相信大家都能猜到，就是石油。
当然，我们都知道，在这之前几百年，中国的科学家沈括和李时珍都先后注意到石油，并且也注意到其用来当灯油的光很亮。只是其烟也很大。所以虽然沈括做出了预言：“此物将大行于世”，但其本意是把石油生成的烟收集起来当墨用。而李时珍则是用石油来杀虫冶疮。
沈括和石油
四
能源再革命，霸主易位
煤油的发明像打通生死玄关一样克服了中国人没能解决的石油烟问题，然而石油的真正作用是在1897年才发现的，那时因为蒸汽发动机效率不高，于是人们发明了煤气发动机，但其体积太大，难以用在车辆上。也有人尝试用其他能源物质作为燃料。人们必须在燃烧性与控制性方面找到一个平衡点。而煤油的特性不在这个平衡点上，性价比也不适合。但人们注意到分离它会产生很多副产品。里面就有汽油和柴油。
汽油在开始时虽然被作为研究对象，但人们认为它不是好的能源。因为其易挥发，也更危险。所以我们在加油站都能闻到一股汽油味，那里也不准吸烟。而较稳定的柴油最开始是用于取暖的，因而得名。
汽油、柴油、煤油三兄弟
本来当时汽油发动机和柴油发动机都有研发。德国科学家鲁道夫·狄道尔本来已经为改进动力设备奋斗多年，甚至制造过一台以花生油为燃料的样机，但是效果并不好。狄塞尔需要找到一种性质更稳定的燃油。在经过比较后他找到了柴油做为其燃料，经过改进，世界上第一台柴油发动机问世了。它拥有体积小，动力大等特点。几年后，汽油发动机也研发完成。相比柴油发动机，汽油发动机提供的马力要小些，加速较慢，但胜在声音较小。
在这两种内燃机的牵引下，人类进入了汽车工业时代。而后，又以煤油为基础发明了适应低温的航空煤油。由此无论飞机还是汽车都对石油开采产生了大量需求。人们对能源的需求又上了一个新台阶。
在一战中，石油就已经变得重要。交战双方的坦
鲁道夫·狄道尔
克要油、飞机要油，海军还要油。在这场战争中，人们已经认识到汽油、柴油、煤油等新型能源对战役的支撑作用。在最后的战役中，协约国每天消耗的石油高达12000桶。结束战争后，作为战时石油委员会主任的法国参议员亨利·贝任格总结认为，“石油就是胜利的血液”，德国人就是过于注重掌握传统的钢铁与煤的优势，而忽略了对新型能源即石油的争夺才输掉了战争。
由是，二战更变成了一场抢石油大战。在此之前同盟国与轴心国就在中东为伊朗石油而明争暗斗。德军的钢铁洪流后来突袭苏联就是为了抢夺外高加索地区的石油。由于面临巨大的能源压力，日本也想在中国找到石油，幸好没有成功，否则，中国的抗日战争历史可能改写。
但一直到20世纪60年代，石油才取代了煤炭成为蓝星上首屈一指的能源物质。而这优势一直持续到今天。与之同时的是美国霸权的形成。
世界石油
从二战结束后开始，中东一直在为全世界提供石油，中国、苏联也通过开采出自己国土上的石油实现了能源自给。但美国则为了保护本国的资源限制开采，它依靠自己的霸权控制了世界的石油供应，而这些供应也为美国的霸权提供支撑。这是全新的神功传奇。
到了二十世纪末期，石油、煤炭资源枯竭的说法开始在世界上流传。然而时至今日，依然不见其有真正的枯竭现象，相反新的油田不断被发现，如越南的白虎油田和中国的南海油田。这让人不得不怀疑之前的油气生成理论和所谓“枯竭理论”背后的真实目的。从现在的情况看，石油的能源霸主地位还会像美国的霸权一样持续很多年。但无论如何中国已经从这百年来的能源争夺战中学得了很多东西。于是我们在继续加大煤炭与石油生产的同时也在进行新能源的开发。目前无论是核能还是地热能，甚至可燃冰等能源开发项目中国都有涉足并且取得了不俗的成功。因为我们的决策者明白，过去几百年的大国兴衰都是建立在能源的开采上的。能源就像一个国家的内力。要想重回巅峰，必须将这练好！