文明的桎梏:工业革命史
一、农耕时代工业革命前的封建社会,是男耕女织自给自足的农耕时代。很多人憧憬的田园生活,可能是下面这个样子:实际上农耕时代的田园
一、农耕时代
工业革命前的封建社会,是男耕女织自给自足的农耕时代。
很多人憧憬的田园生活,可能是下面这个样子:
实际上农耕时代的田园生活并不美好。
因为耕牛是如此昂贵,可能是农户家最珍贵的资产,它为犁地耙田提供了最高效的畜力,但需要强壮劳动力才能使唤。
更多情况下,农活得靠双手,农民耕种是下面这样子:
光着脚丫,满身泥水,徒手握锄,辛苦劳作,这才是农民的常态。
男人的“男”字,本意就是用力作田的人。
工业革命前的农业社会,甭管是人力还是畜力,都是靠生物能提供动力。
因为耕田锄地,极度消耗体能。“打铁、撑船、磨豆腐”,老一辈常说的三大毁身子重力活,大家更是闻之色变。
所以有了磨坊,利用大自然的水力风力源源不断提供能量,把人从重体力劳动中解放出来、把生产队的驴从拉磨中解放出来,人们会惊叹于这种伟大发明。
二、第一次工业革命
驱动水车和风车的动力,是蕴藏在大自然中的强大能量,与人力和畜力完全不一样,它要强大得多,完全不是生物能可以比拟。
自然界还有一种更猛更强的力量——火。
日常可见的火力,煤炉上的烧水壶,水烧开后,蒸汽把壶盖给冲开了。
最早的瓦特蒸汽机,就是这么一个简单的装置。
也就是把水汽烧开了,热力会推动着活塞,向前走一段距离。
一张一合,甚至只有单冲程,效率极差,这就已经足够推动机器运转,爆发出惊人的动力。
蒸汽机的发明,带来了第一次工业革命,把人类推进到了资本主义社会。
火力的更高效使用,是把油气直接在气缸中燃烧,燃烧产生的高温高压气体,直接推动活塞做功。
内燃机可以做得体积更小、功率更大、效率更高。比如大佬刘家开了10多年的小轿车是2.0排量的东风标致小狮子,2.0排量指的是发动机气缸为2.0 L,而这么小的一个发动机,就可以提供最大147马力的动力!
1马力的动力是多大呢?通俗讲就是“一匹马的力量”。你找147匹马来拉一辆车,本来就很难的事情;更难的是把这147匹马,塞进这么小的气缸发动机中,把车速跑到200 km/h。
内燃机的动力,来自于油气燃烧产生的化学能。1升燃油,3~5分钟烧完,其爆发释放出来的热力化学能,是非常惊人的,是人力畜力生物能完全无法望其项背的。
有了这个内燃机神器,拖拉机后面可以轻松拉上10米宽的犁耙,翻土机1小时松土的面积,如果你用耕牛或人力去犁地,1个月都干不完。
今天,中国最大的粮仓、最富饶的土地,东北的“三江平原”黑土地。白山黑水,天赐粮仓,为什么古人不去开发,农耕无法深入?
因为在高寒地区,土壤的表面结了一层厚厚的冰土混合物。在农耕时代,仅凭人力畜力,是钻不开这层冰皮的。
但在工业时代,就完全不一样了。有了内燃机的强大动力,拖拉机“铁牛”一犁下去,翻出来厚厚的黑土腐殖质,东北大米畅销全国。
工业革命的核心,其实是能源。第一次工业革命,本质是化学能替代生物能。
也正因为有了化学能这么强大的动力,资本主义才有可能在短短100年的时间,创造了比过去所有时代还要多的价值。
农耕时代,犁地是重体力活,全家三四口人,一起推一张大铁犁。把小麦磨成面粉,可以消耗整整一个劳动力。
但是有了拖拉机后,一个人抵上千人。一台简单的柴油机,轰隆轰隆,磨坊的驴就解放了。
在农业时代,假设一个人的产能为1,口粮等自身消耗,就占去了0.9,剩余只有0.1。十个农业人口,才可以供养一个秀才。
在工业时代,1个农民生产的粮食,足够提供1000个人的口粮。一个工人的产出,可以养活一百个秀才。
那么,腾出来的人干什么呢?
清道光咸丰年间,人口四万万,名义GDP世界第一。可是中国的“动员能力”十分薄弱。因为人要吃口粮,自身“消耗”十分巨大,朝廷筹措几千万两银子,也是千难万难。
可英国不一样。人口虽然只有300 W,火力被挖掘之后,里面200 W人可以调度动员。
结果是,英国以区区47艘舰船、4000陆军,就打赢了鸦片战争。工业化国家,拳打脚踢,大肆扩张,日不落帝国,原因都在这里。
三、英国长弓与马克沁重机枪
火的威力如此之大,秘密就是蕴藏在煤炭、石油、硝磺中的化学能。矿物赐予的能量,要比人力畜力生物能高出几万倍。
这种差距,在人类你死我活的争斗——战争中,表现得淋漓尽致。
在冷兵器时代,最猛的一种武器——英国长弓(LongBow),是人类文明有史以来最强大的弓箭,弓的高度,高达2米,矗立在地上。
其材料用紫杉木,非常名贵而且坚硬,国家一级濒危物种。长弓之强,英格兰长弓手,几乎要竭尽全力,把身体弯成虾米,才可以射出一箭。
长弓的射程,可以达到惊人的250米。1415年“阿金库尔”战役,法国人聚集了11000重骑兵,正面硬抗英国人的“长弓阵地”,仅仅一个上午,法国人就丧失了全部战斗力量。
可以说,长弓是英国数百年战力的荣誉象征。但在硝磺火药武器面前,任何冷兵器,都弱成了渣。
化学能的狂暴,可以把人力畜力生物能打得连妈都不认识。当热兵器火力达到一定阈值,它就是无敌的。在火力网范围内,无论你填多少人命都没用。
马克沁重机枪是人类第一款火药动力机枪。在此之前,从来没有人知道机关枪的威力。1893年英国-苏鲁士的罗得西亚战役,当时,苏鲁士人5000 VS 英军50,苏鲁士阵亡3000人。
马克沁重机枪于是得一绰号:寡妇制造者。
四、第二次工业革命
蒸汽机的伟大发明,使人类获得了蕴藏在煤炭、石油、硝磺中的化学能,这是近乎“神灵”的力量。机器的轰鸣声中,人类开疆拓土,完成了以前不敢想象的事情。
一般认为,第一次工业革命始于1750年,截止1850年,100年的时间,英国的GDP占全球39%,英国从一个边陲小岛,一跃成为“日不落帝国”。
可19世纪下半叶的历史舞台,却不属于英国,而属于德国。1870年,英国GDP被德国超出。
因为德国人引领了“第二次工业革命”。
第二次工业革命的核心能源是电。19世纪下半叶,人类发现和使用了比化学能还要神迹的力量——电力。
“电磁力”是比化学能“机械力”更加狂暴的能源。一个电火花,蕴涵的能量,可以开天辟地,胜过千军万马。
我们回看最初的“蒸汽机”时代,其实是非常不好用的。
它首先要有一个巨大的炉子,放很多很多煤,火炉把水烧开以后,蒸汽推动活塞,然后再接很多转轴、齿轮、铰链、皮带,才能把动力传递出去。
这种传动装置,不但机械效率低,容易出故障,更要命的是占体积。所以19世纪的工厂,规模是严重受限的,往往各个车间造得非常密集,都挤在一起。
但是到了电力时代,一根小小的铜丝,一根比小拇指还细的电线,就可以把千军万马的力量传递过来。你唯一需要做的,只是把电闸合上。
人们发现,使用电缆传递的能量,竟比几吨重柱子般粗的钢轴传递的力量,还要巨大。
有了“电能”之后,整个工业生产的面貌完全改变了。
工厂再也不需要蒸汽锅炉了,再也不需要黑黢黢的煤炭了,再也没有错综复杂的轮轴皮带链条,再也没有机器轰隆隆的噪声,再也没有汽油柴油机油的油烟。
粗大、笨重的蒸汽时代,被精细、整洁的电气时代所取代。
五、能量密度
宛如神迹的“工业革命”,本质是能源,是“化石能”取代人畜的“生物能”,是“电磁力”取代“热力”。
所以工业时代的核心资源,是煤炭、是石油、是电力,是能量源。
工业革命解锁了“庞大能量”的同时,也伴随着一些极其重要的附加产品。
其中,最主要的一个附加礼品,是“能量密度”。
可以说第二次工业革命,本质就是能量密度的提升。电力对比热力,电力可以超高密度远距离传输,从而实现以前无法想象的精细化操作。
能量密度是如此重要,现在已经上升到与能量规模同等重要的地位。当能量密度达到一定阈值,就可以实现以前很多无法想象的功能。
例如漫威超级英雄“钢铁侠”,我们羡慕他身披Mark铠甲,可以飞来飞去,随手扔过来一辆Wagon。
钢铁侠的秘密,就在他胸口一块小小的电池——方舟反应炉,为他提供了源源不断的澎湃动力。
大佬刘最近新换了一个电动牙刷,采用无线充电模式,一次管用一星期,非常方便好用。
我无法想象这个牙刷,如果采用蒸汽机或内燃机来带动马达,刷牙时会是一个什么场景?
力量的发展,有二种方向:一种是越来越庞大的力量,一种是越来越精确的力量。
第一次工业革命的蒸汽时代,它的特点是傻大黑粗。你让它举起万吨重锤开山劈路是可以的,但你让它精密操作精细绣花是做不到的。
第二次工业革命的电气时代,能量密度大为提高,能量才能被精确分割,实现精细功能。例如电动牙刷、剃须刀、高清显示、智能手机、芯片刻蚀……
从蒸汽时代,升级到电气时代,能量的精细操纵,使得高精度机器成为可能,现已经远远超过了人类手工艺极限。
六、第三次能源革命
工业革命的本质是能源。能源的多寡,是一个国家国力的具体表现。
工业革命前的农耕时代,靠的是人力畜力生物能,比拼的是人口和马匹的数量;
第一次工业革命,人类大规模使用热力化学能,比拼的是煤炭开采量和运输煤炭的铁轨里程;
第二次工业革命,电力大规模使用,发电量成为衡量一个国家综合国力的重要指标。
综合国力的竞争,能源绝对是最基础的国力。
那么,如果第三次能源革命到来,人类将解锁何种高级能源?
何种“高级能源”,其能量规模比化学能更猛、能量密度比电力更高?
而且高得不是一丁半点,是几个数量级的提升。
大佬刘告诉你们,这个能源就是——核能。
一种蕴藏在原子核中的能量,随着核反应爆发出来。
核能的威力有多大,沙皇炸弹大伊万可见一斑。
一颗沙皇炸弹相当于5800万吨TNT化学能爆炸当量,这个数字直接超过了二战中全世界使用的所有炸弹的总和!
这么狂暴的能量,足以排山倒海、摧枯拉朽,在它面前,其它力量显得那么微不足道。
上一篇:酱菜加工是怎样杀菌的?
下一篇:电子元器件价格行情分析