一位非洲物理学家评论了常规能源的现状,可替代能源的发展前景,以及对于处在工业化过程中的世界哪些部分可能产生的后果。
引 言
二十世纪末令人注目的特征之一是,世界各国能源的消耗迅速增长。然而,这样的需求与下述两项很难取得一致:(1)对于威胁到地球上生态平衡的污染问题必须加以控制,但是控制却很不够;(2)确知矿物燃料的缺乏已经迫在眉睫。——同时还得记住,即将来有可能发现新的煤和石油藏量,又有可能这些燃料因物价上涨而减少消耗,据预测,到2150年左右,世界煤产量将达到顶峰,石油产量将在2000年左右达到顶峰;世界石油产量将在大约2100年衰退到零,而煤的产量则在2600年左右衰退到零。
看来,我们的希望就寄托在科学和技术上面。不幸的是,科学和技术并不能单独来回答问题;它还可能与社会学、经济和政治因素有关。这就是为什么据认为,采纳这样一种观点,即能源的补给与社会学、经济和政治等因素是互相关联的,比之回顾过去的成绩或预言能源的将来发展情况更为可取。在这问题上有大量可提供有关情报的来源。更何况,不同国家之间在科学技术方面的差距,不允许我们单单接受科学研究的定义和评估,以及迄今注意到各种不同能源而取得的成果。
可复原的能源
如果可复原的能源是指可继续被利用的时间(在它们被最后耗尽之前)远远超过经济、政治和社会变动及所预料时间的那些资源,那么,有大量不同类型的能源可包括到这个定义的范围之内。有些能源,如风力和水力,自古以来已经被利用。另一些能源,像光电池则是新的。可复原能源的概念并不意味着这些资源在时间上是连续的。对地面的观察者来说,太阳能如同潮汐能一样,是周期性的。作为对比,地热能就是一种在有关区域内1样供给的潜在连续资源。目前对于可复原能源的全面估价,应当考虑到那些在实际利用的、产生效益的能源,以及那些在开发之前还需要对经济方面进行若干研究的能源。
太阳是今天在地球以外有效地帮助我们的唯一能源。太阳每一秒钟释放出大批能量进入大气层:1.7×104瓩。到达地球表面的那部分能量,就大大超过世界各国同期的消耗总量。可惜到达地面的能量是间断的(决定于各该地点阳光续照的时间、季节和纬度),而且容易因气象干扰而改变(与辐射穿过大气层过程有关)。每一秒钟,太阳能光子都在完成,我们还无法完全理解的过程,这一过程,更谈不上哪怕是一点点精确的仿效了。从太阳能辐射中获得的可复原能量基本上是光能。
由光而来的能源
光合作用——植物界独有的特征,是一个贮存由光子传送的太阳能的化学过程。
光影响着动物和人类内分泌腺的机能。例如,它促进蛙类、龟类、鸡和鸭的甲状腺机能。还可以举出许多别的例子来说明太阳辐射对生物体活动的影响及对人类或动物种种生物机能的作用。有时人们可利用阳光的效应来治疗或预防某些疾病而无需使用化学药物。因为所包括的过程是一个分子过程,必须对它进行基础研究,然后才是应用研究。
太阳能在家庭方面的可能用途,包括房屋取暖和热水,海水淡化,水果、蔬菜或鱼的干燥,以及空调。
太阳辐射的另一些用途,如制冷、由太阳能发动的引擎结构、大型太阳能发电厂等,其重要性在工业上则是不容忽视的。
理想的答案大概是要人们掌握自然界中存在状况,并在利用一些自然过程中能工作得更快些。光分解作用是一个例子。在光分解中,氧和氢可以从水、太阳光子和过程中未损耗的电极产生。
太阳能可直接由太阳能电池转变为电。有一些新的发展,正在降低它们的成本及提高效率。
其他能源
海面(热源)和海底(冷源)之间的温差,可用来发展热循环系统。有一个这样的科研项目正在夏威夷进行。
在有适当的海岸线和潮汐影响的区域,可利用潮汐能来发动双向涡轮机。
在某些沿海地区,海也是一个潜在的波浪能源。在加利福尼亚海岸已经做了一些这样的研究。
有些快速繁殖的海藻,对人类来说可作为一种值得注意的能源。有关的研究将包括海藻种类的选择,它们性能的研究以及制定开发计划。
从可控热核聚变中取得的热核能,可以列为具有充分供应价值的可复原的能源之一。这一能源是从海水提取的超轻元素的原子核聚变中获得的。
各种形式能源的利用,提出了上述对重大科学研究和技术发展的要求。在这个领域内进行工作的许多先决条件,在发展中国家都已具备。应当以此为背景对某些结果作出估量。
一个看法问题:人类和动物
人类自称较其他动物进步得多。事实上这个断言对发展的概念作了模棱两可的解释。人类发展了为获取食物和以热为形式的能量(例如,电力)的强大或精细手段,以及比得上大多数动物种类的活动手段,在这些方面,人类确实进步了。关于“进步”这个模棱两可的概念,应该把界线划在哪里呢?就看人类把自己放在自然界中的什么位置上。
人类超越于动物的,并不在于他获取自己在一定生命时间内所需要的或可能需要的东西的能力,而在于他已看穿了宇宙的秘密。人的优越性存在于意识领域和人类才智与宇宙之间的关系上。在自然界里,有一定的秩序和活动,这是必须理解的。理解应当先于破坏。人类的进步可合理地被认为是对意识领域的一种冒犯。
当哲学思维的过程在社会上受挫折、被藐视、被禁止或者说被碾得粉碎时,文化作为整体来说在受难。哲学对人类来说是一种‘可复原的能源’,它经常帮助防止起着开倒车作用的人类本性的真正污染。无价值的动机会使科学离开它真正的目标,并被利用来为政治目的和战略目的服务。作为一个社会功能,科学较多地依赖于物质资源和设备,它们是依次地取决于科学、经济或政治制度的主要系统。科学的目标有时是因这些方面的偶然事件而改变的。
一个意义深远的问题:科学与技术
在自然科学的含义上,科学在社会上占有非常注目的地位。它是知识,而不是技能。尽管科学与技术之间的关系可能是何等接近/鉴于科学的发展与技术的进步有着错综复杂的关系,它们还是两件完全不同的事情:技术能用于发现自然的新规律,但它的本身不是一个新发现。
在工程科学中,人们经常容易把科学与技术混淆起来,其重点经常会被放在应用研究上,而损害了基础研究。
如同哲学已遇到的问题一样,同样的命运已落到科学身上,这个不幸:的变化今天已发生在许多发展中国家。在教育系统中如同在预算政策中,科学和哲学双双面临着这样的事实:任何巨大开支的批准都直接关系到当局者取得更大的好处,而间接抑制了真正发展问题的进展。
[Impact of Science on Society 1979年29卷4期355 ~ 357页]