深空之下
时间:2023-05-27 来源: 作者:最终永恒
但是接下来,我们就不用木炭了。回头看看,这有点可惜。只要木炭来自可持续来源,那它本质上就是碳中性的,因为它并没有往大气里排放新的碳——虽然这对早期工业化文明而言倒也不是值得担忧的事情。
不过以木炭为基础的工业并没有全部消亡。事实上,它在巴西活了下来而且有复兴之势。由于丰富的铁矿储备和稀缺的煤矿,巴西是世界第一大的木炭生产国,也是第九大钢铁生产国,这并不是什么小作坊式的工业生产,所以巴西案例给我们的思想实验提供了一个鼓舞人心的例子。
巴西用来制造木炭的树木主要是速生桉类,是专门为此目的培育的。传统造炭的方法是把砍好自然风干的木头垒成圆顶状的一堆,让木头闷烧的同时,用草皮或土壤覆盖以隔绝空气流动。巴西企业把这一传统技艺的规模大大扩增,使其可以用于工业化生产。风干的木块被堆放在低矮的圆柱形砖石窑里,排成长列以便于依序装卸。最大的生产点可以容纳上百个这样的窑,置入木材后就封闭出入口,从上方点燃。
木炭生产技术,实际上是在窑内部保留刚够反应所需的空气。需要有足够的燃烧热,产生足以驱走湿气和可挥发物质的热量,并对木材进行热解,但热量不能高到把木头直接烧成一堆灰。窑的管理人员需要随时监视燃烧状态,细心监视窑口排出的烟,随时用粘土打开或者封上通风口来调节整个过程。
欲速则不达,这种严格控制闷烧的低温炼炭方法大约需要一周的时间。以此为基础的同类方法已经沿用千年,但这样生产出来的燃料的用途十分现代。巴西制造的木炭被装车运出森林,输送到鼓风炉,把矿石炼成生铁,后者是现代大规模生产钢材的基本原料。这些“巴西制造”出口到世界各国,在那里被加工成了汽车、水槽、浴缸和厨房用品。
大约三分之二的巴西产木炭来自可持续的种植体系,所以木炭的现代用途有“绿色钢材”的美誉。遗憾的是是剩下三分之一是来自非可持续的原生林砍伐。尽管如此,巴西案例的确提供了一个榜样:在化石能源之外,我们还有什么路径可以供应现代文明所需的原材料。
此外,木材气化可能也是一种相关的选择。使用木材来提供热能和人类的历史一样久远,而仅仅燃烧木头只利用了它三分之一的能量;其他能量则随着气体和蒸汽在燃烧过程中的释放而随风飘散了。在适当的条件下,就算烟也是可燃的。我们不想浪费它。
推动木材的热解并收集产生的气体,比单纯的燃烧更好。如果你点燃一根火柴,就能观察到这一基本原理:明亮的火焰并不直接出现在木头上:它飘舞在火柴梗之上,两者之间有一道清晰的间隔,火焰实际上是由热解的木头所提供的热量支持的,而气体只有在和空气中的氧气相结合时才燃烧。近距离看一根火柴可好玩了。
为了在受控条件下释放出这些气体,我们得在一个密闭容器里头烤木头。氧气受到严格控制,这样木头不会直接着火。它会发生一种称为高温分解的复杂化学分子分解过程,然后容器底部的这团高温碳化的木炭和分解后的产物进行反应,产生一氧化碳和氢这样的可燃气体。
这样合成的“发生炉煤气”是一种多才多艺的燃料:它可以储藏或经由管道运输,用于街灯或者供暖系统,也可以用于复杂的机械如内燃机。二战汽油短缺时期,世界各地有百万辆以上的木材气汽车保障了民间运输的运作。在占领时期的丹麦,有95%以上的农机、卡车和渔船是由木材气驱动的。大约三公斤木材(取决于它的干燥程度和密度)内含的能量和一升汽油差不多,而气动力汽车的能耗单位是英里/每公斤木材而不是英里/每加仑。战时的气动力汽车大约每公斤木材能行驶1.5英里,今天的设计则在此基础上做了进一步的改进。
但其实,“木瓦斯”除了驱动汽车以外还大有可为。实际上它对于前述任何需要热能的制造过程都适用,比如给制造石灰水泥砖头的窑供能。木瓦斯的发电机组可以轻松为农业和工业设备以及各种泵提供电力。在这一领域,瑞典和丹麦对于可持续森林和农业废料的利用居于世界领先水平,他们将这些能源用于运转发电站里的蒸汽轮机。一旦蒸汽在“热电联供工厂”(chp)利用完毕,它就被输送到附近城镇和工厂用于供热,使这一chp电力工厂能够实现90%的能效。这种工厂展示了完全不再依赖化石能源的卓越工业前景。
但我们有多少木材可以用?
那么这算不算就解决了?我们能不能把新的社会重建在木材供能和可再生能源供电的基础上?也许,如果人口相当少的话。但是这里还有个难题。这些可替代选项的前提是幸存者们有能力建造高效的蒸汽涡轮、热电联供工厂和内燃机。我们当然知道怎么做这些东西,但是如果文明已经毁灭了,谁知道这些工艺知识会不会一同消失?如果连知识一起消失了,后人还有多少可能性能够重建它们呢?
在我们自己的历史中,蒸汽引擎的首次成功应用是用于煤矿抽水。这是一个燃料十分充裕的环境,所以最初的设计虽然效率极低也没关系。不断增长的煤产量首先用来融化铁原料,然后把铁塑造成型。铁制部件被用来制造更多的蒸汽引擎,最终用于发掘矿藏或者驱动铸铁厂的鼓风炉。
而且,显然机械工厂也使用蒸汽机制造更多的蒸汽机。只有在蒸汽引擎造好投入使用之后,后续的工程师才能着手改进它的效率以及节能。人们其后研制出降低体积重量以及将它用于运输或工厂化生产的各种方法。换句话说,工业革命的核心存在一个正反馈循环:生产煤、铁和蒸汽机都是互相支撑的。
在一个没有现成煤矿的世界里,人们有可能根本没机会去测试那些铺张浪费的蒸汽机原型——虽然这些原型随着时间推移会变得更成熟更高效。如果没有在更为简单的蒸汽引擎外燃机——独立锅炉和气缸活塞的蒸汽机上一试身手,一个社会有多大的希望能够充分理解热力学、冶金技术以及机械力学,来制造更复杂、更精确有效的内燃机组件呢?
为了达到当代的技术高度,我们消耗了大量的能源,大概要重来一次也需要许多能源。没有了化石能源,就意味着我们未来的世界所需要的木材量多得吓人。
在像英国这样温和的气候下,一英亩的阔叶树每年可以生产四到五吨的生物燃料。如果培养速生品种,比如柳树或芒草,产量可以达到四倍。最大化木材生产的诀窍,是使用“矮林作业法”:培养一些从自己的桩部长出基稍的树种,比如梣树或者柳树,它们在5-15年内就可以被再次砍伐。这可以保证持续的木材供应,而无需担心把周围的树砍光了造成能源危机。
但这就是麻烦所在了:矮林作业技术在前工业时代的英格兰已经发展得相当成熟。它无法跟上社会快速发展的脚步。核心问题在于,树林就算管理得再好,也要与其他土地用途发生冲突——主要是农业用地。发展的双重困境是,随着人口增长,人们需要更多的农场提供食物,也需要更多的木材提供能源,这两种需求争夺的是同一片土地。
在我们自己的历史上,事情是这样发展的:从16世纪中期开始,英国通过大量开采煤矿来回应这一困境——本质上是发掘地底下古代森林的能源而无需降低农业产出。一英亩小树林一年生产的能量相当于5-10吨煤,但后者可以直接从地里挖,比等待树林重新长成要快得多。
正是这个热能供给限制,将会成为没有化石能源的社会尝试工业化的最大问题。在我们的后启示录世界,或者在任何没能利用上化石能源的假想世界都是如此。一个社会没有这些条件而要实现工业化,就得把努力集中在特定的极为优越的自然环境上——不是像18世纪英国那样遍地煤矿的岛屿,而是比如像斯堪的纳维亚或加拿大那样,既有快速水流提供的水力能源,又有广阔的植被提供的可持续热能。
尽管如此,没有煤储备的工业革命,少说也还是非常困难的。今天我们对化石燃料的使用实际上在增长,对此忧虑的诸多理由人们已经太熟悉,不需要在此重复。走向低碳经济势在必行。但同时我们也应当知晓,这些积累起来的热能储备是怎样支持我们一步一步走到今天。如果从来没有它们,人们也许会采用一条艰难之路,使用可再生能源和可持续的生物燃料来缓慢推进机械化进程,最终或许也有可能成功——但是也可能不行。我们最好希望我们自己文明的未来是乐观的,因为我们可能已经耗尽了任何后继社会步我们后尘所需的所有资源。
作者:lewis dartnell
深空之下 第一章 新的启程
蔚蓝的“御夫2”如同一颗特大号的蓝宝石,静静地漂泊在幽静的宇宙中。
这样的生命星球,是宇宙中独特的风景线,仅仅会在非常优越的天文位置中才会产生,与其他狂暴的、或者死寂的星球相比较,宁静而又动人。
不过,在银河角度,这样的星球并不稀少,也没什么好留恋的。
一艘又一艘的科考船,从地表呼啸着升起,急速前往“御夫4”的中央总基地。
飞船中的年轻人都非常兴奋,经过长达一年的艰苦奋斗后,一个个迫不及待地想要离开这颗星球,回归主文明的怀抱。
几乎每一批次的学生,都是这幅样子。无论在教育培训中及格还是不及格,是否受到了挫折等等,在回归时……他们无不怀念自己美好的文明。
而这一次的乘客中,更是多了许多专家、学者,甚至所有接受军事训练的士兵,也坐在这里。
他们将同时回归新人类文明。
因为……又一次的星际航行,马上就要开启!
按照前些天收到的上级指令,新人类整个群体,要离开这里了。
面对星空的广阔,人们对这颗蔚蓝色的星球,已经没有太多的兴趣。
这一颗土著星球的风景很好,适合旅游。但科学方面没有太大的价值,除了一些特殊生物基因有所用处外,最大的作用,还是用来培育公民的思维形态,以及磨炼军人的铁血意志。
到了今天,几乎所有的思想教育计划、军事训练全部完成!
新人类文明也进入一个前所未有的强盛状态:公民思想状态饱满成熟,积极工作,热爱自己的文明;军队意志刚强,军事实力也异常强大。
这样的精神状态与物质状态,是来到这颗恒星之前,难以想象的。
现在是……新人类历零五九三年。
距离“全民超人类”计划后的第三十二年;来到御夫星域的第一百三十年。
于易峰坐在舰长室中,梳理最新一期的人口报告:“人口总量:5944354,每年的生育率保持在万分之一到万分之一点五的区间内,死亡率……几乎为零。全部都是青壮年,无一老龄人口。”
面对这个数据,于易峰长长叹了一口气:“万分之一到万分之一点五,人口增长的趋势非常缓慢。这还是鼓励生育状态下才有的结果。”
“……一年只能出生五百到八百个新生儿吗?”
这种情况也在预料之内的,而且几乎每一年都是这样。
这种出生率,就是“全民超人类”计划的最大弊端!
以目前的技术,完全没有办法解决。
“如果出现了突发事件,导致大量人口的死亡,这么低的出生率,很可能导致整个文明长久的衰败!要是死了一半人口……”
于易峰心算了一下,如果死亡一半人口,按照万分之一点五的出生率,恢复成现在这样……需要……4621年?!
这个数字,已经大于超人类目前可以存活的时间,所以必须算上后边的死亡率,整个真实的数据,还要更大一些。
所以,整个文明以后的决策,必须更加战战兢兢。
“能不死人,最好不要死人!世界上没有十全十美的事儿啊!”
不过,科技飞速进步的喜悦,缓解了他心中的忧虑感,至少目前的这一刻,新人类已经做好了全部的计划工作。
这么多的超人类科学家,当然也能更快、更迅速地对推动科技。
……欺负绿光文明,完成不成问题!
“是时候启程,到远方看一看了!”
除了母舰“家园号”之外,这样大型旗舰,还有另外三艘;“泰坦”级护卫舰,已经有300多艘;各种小型飞船更是数不胜数。
在这种军事实力,按照黑给出的评估,已经算是一股不小的势力,至少……相当于l3老牌文明的一支中型舰队!
这种情况下,新人类内部开始出现想要探索整个银河的声音。只有文明间的碰撞、交流,才能催生科技的更快进步。
特别是,46年前的一则引力波广播,更是引发了巨大的反响。
这道引力波广播的信息是这样的:“阿米巴商业联盟,交易,绝对中立政策,将停留在这里七十年的时间。坐标位置……”
引力波广播就是如此,为了减少发送时候的麻烦,有时候只是几个不连贯的词语。
就像电报一样,只要表达足够的意思就行。
根据科学家的测算,这艘广播飞船的位置,距离御夫星系……6.7光年?
这个距离,实在是太近了,仿佛就是量身定做,由不得人们不想去探索一番。
事先的准备工作也做了不少,根据天文学观测,6.7光年外,是一颗非常非常小的恒星,质量大概是太阳的0.12倍,引力波广播,就是从那里传出的。
应该有一只外星商贸舰队,驻扎在那里……
现在,距离广播的第一次发现,已经过去了46年,它们依旧孜孜不倦地发送着对外广播,频率大概是33.2天一次。
“这样长久的播放,应该是真的。如果是冒牌货,理论上不会这么明目张胆地播放这么久,平白得罪阿米巴商业联盟。”
而且经过长时间的推算,科学家们认为,对方使用的,是利用暗能量,膨胀收缩空间的方式进行广播发送的,并不是非常高明的技巧。
新人类现在,也已经成功研发这种播放方式。
如果遇到什么黑洞串联,或者宇宙弦发送广播,于易峰说不定还要再三考虑一番,但是现在……所以条件已经摆在了眼前。
“第一,一个中立的商业舰队。”
“第二……对方的科技实力,并不一定比我们强。就算强,也是相当有限度的。只要双方的实力相近,开战的可能性就不大。”
这么好的机会,于易峰当然不想错过。新人类文明总不能得社交恐惧症。
慢长的探索时光,总是要和星际文明交流的。
“那么,就从这个“阿米巴商业联盟”的交易飞船开始吧。”他雄心勃勃地召开了一次会议,这个方案获得了高票通过。
一切还是要往前看的,长久的发展,再加上“全民超人类计划”实施后,文明的实力有了很大的质变。这种飞跃给了上层领导足够的信心。
以前怂是没办法,作为星际文明的最底层,不苟,不怂,那就只有被人吊打的份。但现在,人们终于稍稍有了勇气。
“看一看……正儿八经的星际文明,到底是怎么样的。就算没有东西可以交易,相互交流一番也不错。”
就这样,为了准备这次交易,新政府又成立了一个专家讨论组,他们负责将可以交易的技术、物质整理出来。
星际文明的标准交易单位,主要是反物质。但是反物质这种东西,新人类并不是特别想卖出去,所以只能出售一些摸索出来的技术、科学理论,甚至……如果价值合适,连“黎曼猜想”也可以卖出去。
按照黑给出的资料,无论是科学理论还是技术,都可以卖钱。
挖掘地特别深入的“”有技术”,价格更是极度高昂!
当然了,一些特别的,涉及到军事方面的核心技术,譬如说纳米虫操纵,纳米虫制造,无线能源传输技巧等等,肯定不会贸然地交易出去。
……
(ps:推一本科幻幼苗,《量子化重生》,有兴趣可以看看哦。简介:人总是需要经历一次又一次的思想进化,才能找对前进的方向,科学只是我们选择的道路,或许,我们还有其他选择?基于科学的哲学与……神学?)
深空之下 第二章 舰队出发!
这一次的交易对手“阿米巴商业联盟”,是一个非常非常古老的商盟,在“黑”所在的时代就已经存在。
所以,这一些基本信息,新人类还是知晓的。
越古老的文明,特别是纵横银河千万年以上的那种,就越加强大,这是必然事件。
不是因为科学经验的积累,也不是因为物质、人口的庞大,而是因为……智力壁垒。
宇宙中的第二次筛选!
如果不能一鼓作气通过第二次筛选,星际文明触碰到瓶颈后,会不可避免的衰退,在无穷的时光长流下,不可能长久地存在下去。
这是宇宙中的“熵增定律”,一种难以违背的自然法则!
所以,“阿米巴商业联盟”的创始者……阿米巴文明,很可能是一个l4以上,突破了第二次筛选的星际文明。
这样的文明,是真正的强大,于易峰等人心知肚明。
新人类文明只不过以一种“作弊”的方式,自认为提升了智商,通过了这个“瓶颈”。但目前的副作用已经显现,那就是出生率低,死不起人。
至于其他的副作用,有可能没有,有可能有……还不知道。
“所以我们推测,长久存在的阿米巴文明,至少是一个l5级,或者更高等级的文明。如果是一个衰败的文明,不可能长久地支撑星际市场。当利益远远大于风险时,弱肉强食的丛林法则依旧存在。”
新人类现在的顶级战斗力,相当于老牌l3的一支舰队。至少,从旗舰的质量上,已经不输于l3老牌文明。只是限于人口数量,规模远远不足。
可不要小看了这一点,哪个l3文明,不是经过万年的发展?!
新人类能够短时间内追上,已经是一种相当了不起的成就……
所以了,l3的舰队,已经有一定的自保能力。
从宇宙战争的角度,逃跑比毁灭更加简单,所以,l2就能和l4交手那么一两下;l3能和l4打的有来有回,不至于被轻易碾压。
但也因为智力壁垒的原因,文明一旦跨越到l5,就不可能这么容易让更低阶的文明占便宜了。
打个比方吧,100智商的普通人,可以和200智商的天才交流。
但是100智商,不可能与1000智商的外星人交流。
突破了智力壁垒,1000智商已经是一个质变,就如同猩猩与人类的差距。人想的每一个问题,猩猩都难以理解。
这种差别,导致l5的各种科技武器也开始变得匪夷所思,这还怎么打?
“一个跨越了智力壁垒的文明,能将自己的智力提升到多少呢?”
这是新人类文明高层的第一点疑惑,他们不知道自己到底跨越了没有……至少超人类的脑袋越用越灵光,大家还有很多的潜力。
“算了,我们暂时不用考虑太多,‘阿米巴联盟’的主文明虽然是高级的,但联盟成员,可就不好说了。”为了安全,于易峰等人曾经因为这次交易,进行非常详细的讨论。
“就算是联盟,科技也不可能共享。”
“而且……联盟一般实行贡献度制度,成员的科技实力是不对等的。”
“所以我们这一次遇到的,可能是等级较低的成员。”
也正因为这个原因,大家才有足够的勇气去交易。
就在这时,黑用一幅不大肯定的语气说道:“据说这个联盟,只招收……变形虫成员,也就是软体类的智慧生物。好吧,它们的样子肯定不大好看……我是说,如果,如果银河新诞生的智慧生物,全都被影响成人类形状,它们招不到新的成员,会不会会非常生气?”
“所以……我们在交易中,不应该暴露我们的样貌……省的受到无端的迁怒。”
“好的,这一点暂且记下。”于易峰点点头。
对于一个文明而言,任何的不利因素都应该被提前提出来。万一某些古老的文明,对类人生物产生巨大的仇恨,人们就可以提前预防,省的平白受到无缘无故的灾难。
就这样,飞船一艘艘地回归,经过两个月的精心准备,基本上所有的机械都已经运载了回来。
几乎所有的小型飞船,无论是科考型,还是功能型,全都停放在四艘大型旗舰中的既定位置。
母舰“家园号”早就已经装的满满当当,大量的物资如同山川大海,再装就只能牺牲“诺亚号”里边的生活空间了。
其他三艘主舰也不停地往里塞东西,仿佛要将整颗星球都装进去一样。
于易峰查看着资源报表,心中满意异常,大手一挥,非常慷慨地说道:“……实在没有位置了吗?这几艘快要报废的飞船,就不要了,留在御夫4吧。如果御夫2的土著人能够登陆这颗星球,就当是给他们小小的奖励!”
报废飞船里的科技,都是一百多年前的了,不要就不要。
关键是,土著人得登陆这颗星球,否则一切都是白搭。
母舰“家园号”的长度,总共有五十公里,比原先的深空号还要稍大一些,但大量纳米学材料的使用,又采用可控核聚变技术代替了笨重的核爆炉,让它质量只有“深空号”的三分之一。
这意味着“家园号”具有更高的机动性,也能够承载更多的物品。
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