電能的利用是一個文明的必經過程嗎?或者,我們還可以換個問法:電能這種形式可以被其他能量形式替代嗎?
這個問題本身讓人忍不住打起響指:Good Question!——但空想卻在此碰壁了,答案可能讓你失望:很難,至少短時間內。要回答這個問題,要考慮的方面太復雜了:比如宇宙中是否存在其他純的能量體生命、“它們”維持生命的方式又是什么、“它們”居住的環(huán)境又是怎么影響了這種方式……即使自私一點,只考慮人類,我們也必須考慮:我們的生產力是否達到了這個需求,生產關系是否允許這種能源作為主要能源使用。個中原因簡單粗暴又直白:一種能源形式要成為主打,它的產生、收集、傳輸、存儲、轉化以及等等等,都必須具備最優(yōu)的經濟適用性。事實上,作為二次能源(而不是可以直接從自然界獲得的能源),電能的產生和轉化過程都費時費力,有時甚至低效加污染。以煤炭發(fā)電為例,能量以化學能的形式蘊于這些化石燃料(西方稱之為骯臟的能源)中,我們將其轉化為熱能,繼而動能,再通過電磁感應轉化為電能。一系列過程中,能量雖然守恒,卻有大部分以不可回收的熱能形式擴散掉了。
盡管如此,我們仍愿意揣著損失能量的心痛前仆后繼地開發(fā)使用電能,并不僅僅因為其背后的電磁力是我們所知的宇宙四種基本力(強力、弱力、電磁力、萬有引力)之一,重點還在于電能具備很多其他二次能源不可比擬的優(yōu)勢。
首先,它可以便捷地換成機械能(通過電機)、熱能、光能……各種形式,滿足工廠生產或是家用電器的需要,只要有足夠的電能,怎么換怎么有。
其次,它可以便捷地被運輸。電能傳送的是能量而不是物質,電場以光速傳播,也不需要像實物一樣占有交通資源。
地大物博的國度并不是在所有事務上都占優(yōu)勢,比如傳輸電能這碼事上,因為長距離的傳輸必然意味著更多的能量損耗。為了少損失能量,人類進行了艱苦漫長的腦力勞動。比如我國實行的特高壓輸電,就是利用同等功率下電壓越高電熱損耗越小的原理。美國人也在提超導輸電,輸電的同時輸送液態(tài)氫,很誘人的前景——如果他們能解決掉所有工程上的細節(jié)難題。西方某大公司也在極力推銷“智能地球”,其中就有一項“將IT技術與電力結合由此更好地利用電能”。另一家全球領先的電力和自動化技術集團則在探索未來的電能輸送,在他們的設想中,電力線路將不再用鐵塔來支撐,這樣可以節(jié)省大量的用地。插頭后的世界很精彩,能源革命在進行中,在法拉第偉大的電磁感應提出100多年之后,我們能做的還有很多。
回到我們最初的問題:一種存在于這個宇宙中的智慧文明有可能在發(fā)展中跳過以電為能源的階段嗎?
作為能源利用的環(huán)節(jié)之一,電無疑是可被取代的,但不是短期內。至少現在看來,正是電磁學的發(fā)展造就了信息時代,以電磁學為基礎的通信系統(tǒng)是這100年人類文明大發(fā)展的基礎。
前路正長,我們對能源的認識總是由淺及深。或許有天我們真能擁有《變形金剛》中的能量塊(雖然看起來也像電池),能用特殊的介質輸送取自火星的能源,甚至進化成類似《星河艦隊》中蟲族的智能生物,自由控制基因,足夠精巧,百般適應,那么電磁光熱便不再是我們所關心的因素——不過誰知道,那要上帝擲多次骰子。
(李衛(wèi)華摘自《男人裝》)