科學課第61講 能量（二）人類掌控能量的能力不斷增強。 我們從武器上可以看到，武器越來越厲害，這都歸功于一些天才的設計和發明。人類早

科學課第61講 能量（二）

人類掌控能量的能力不斷增強。

我們從武器上可以看到，武器越來越厲害，這都歸功于一些天才的設計和發明。

人類早期都是單打獨斗；慢慢演化成有組織的戰斗，這就是軍隊，幾千上百人。這時候的武器跟原始人一樣還是長矛。有點是長度長，省金屬，方便攜帶，容易更換。

但是后來人們修建了堅固的城墻，再用個人的力量就沒有辦法攻破了。

用長矛的力量怎么也對抗不了巨大堅固的石頭，再多的人也不行。但我們可以把很多人力量匯聚成一點。這就需要工具。

最簡單的就是攻城杵，一根大木頭，一群人抬著撞城門，這根木頭就匯集了這一群人的力量。當然實際并不是抬著木頭去沖撞，這樣太費力了，沒跑到一半就累趴下了。古人用的是車。

還有攻城用的投石車，用機械杠桿原理，把一群人的力量匯集到一個石頭上，可以拋的很遠。

守城的就利用重力勢能。扔石頭、扔灰瓶炮子滾木雷石，都是利用重力加速，增加它的殺傷力。

指環王和霍比特人有非常壯觀的攻城戰。

水的力量也是勢能。比如關羽水淹七軍，事先憋好水壩，把水的勢能提高，突然拆掉水壩放水，水就利用勢能傾瀉而下，讓敵軍迅速崩潰。

火車撞人也是一樣道理，火車運行起來速度高，重量也沉，它的動能就非常大。撞到一個人，人瞬間接收到巨大的能量，身體承受不了，就死了。

變形金剛第一集里的威震天就是被火種源的巨大能量搞死的。

所謂的沖擊力大，爆炸威力大，這背后都是能量。

我們用各種方法蓄積能量，比如古巴比倫空中花園、還有中國清朝的圓明園都有噴泉，在沒有電的時代，噴泉怎么噴水？得有水壓，難道是派幾個人下去擠水氣球嗎？不可能。

他們用的辦法是在高處修一個攔水壩，攔住一池水，然后用水管直接接到低處。高處的水順著水管流下來，就有很大的壓力，水管的出口豎直向上，它就能噴得很高。我們還需要把水管用土埋起來，讓人看不見背后的原理，這個神奇的噴泉就形成了。

我小時候住的是平房，為什么不住樓房？主要問題是打水的問題。想想你住6樓，如果沒有自來水，你需要用桶天天拎水上樓，那你愿意住一樓還是愿意住六樓呢？

但這難不倒勤勞勇敢的中國人民。我們的辦法是修水塔。人工建一個高高的水塔，把水集中泵到高處，它就能給周邊一片樓區供水。水會自動流到比它低的各層樓去。只要我們打開水龍頭就能出水。除非水塔空了。

我們還見到過水輪車，用水的流動推動水車旋轉，就能把一小桶水抬高。然后用竹筒把水引到房子里。這就不需要人去彎腰打水、來回搬運水了。為什么要抬高啊？不抬高它不會自動流到家里。家是不可能蓋在比河水位置還低的地方的。

當然水車旋轉還能接齒輪，齒輪接磨盤，就可以自動磨面、磨豆腐，也可以設計成前后拉風箱，打鐵、燒瓷等等需要長時間吹風的也可以用。

英國的紡紗機最早就是利用水輪，紡紗需要把線箍一會兒上一會兒下的移動，這用自動化的機器來做可以節省很多人力。

這些都是最早的利用自然能量的方法。

后來英國科學家瓦特受到燒水的壺蓋子被頂開這件事的啟發，改良了蒸汽機。

燒煤可以把水燒開，水開了蒸汽膨脹能夠推動拉桿，他通過精巧的設計，讓拉桿可以來回運動，就能牽動齒輪轉動，從此工廠不再需要修建在河邊了。

珍妮紡紗機經過改良，開始使用蒸汽動力，現代化的工廠建成了。

甚至火車也出現了，火車就是一個大鍋爐，鍋爐推動拉桿，拉桿推動輪子，車就有了比馬大得多的動力。只要填煤填水它就可以走。

第一次工業革命就是燒煤開啟的。

到這，已經很大的改變了我們的世界了，

18世紀60年代，機器第一次大規模代替人力，生產也集中了，資本也集中了，效率大幅度提升。原來需要1個人做一把刀需要一整天?，F在10個人在工廠，一天可以做1000把刀。各種商品的生產效率在這個階段都得到了成百上千倍的提升。

英國的輪船開始是鋼鐵的了，有煤倉有鍋爐有發動機，不再用人劃水撐帆了。他們開始統治海洋。

加上他們的槍炮，加上他們機器制造的衣服、生活用品都非常便宜，還有種植出來的鴉片。

工業革命200年積攢下來的成果，已經足夠欺負2000年來一直領先的中國了，所以到1840年，侵略中國的鴉片戰爭開始了。

隨著時間推移，人們又發現了石油這個高效和清潔的能源，它的燃燒直接排放氣體，不需要燒水這個過程，只需要添油就可以了，它比煤多了很多好處。

1、 液體可以自己流動，不像煤還得派個人用鍬搓。

2、 煤點燃很費勁，熄滅更費勁。油就好控制多了。

3、 煤需要燒水，而油不需要。

4、 煤燃燒冒煙， 油不冒煙。

5、 油的能量密度高，煤能量密度低。煤動力的火車得用大煤倉、大鍋爐、大煙囪，汽車只需要用油箱、發動機，小得多。

如果汽車是燒煤，那可有點不可想象了。但在朝鮮真有，他們實在是太缺油了。

這些道理到你們初高中學物理都會講到。很容易理解。

但是，使用河流的水力、煤燃燒的鍋爐、汽油的發動機，這些全都比不上電力。

電的發明就是第二次工業革命。

電實在是太好的東西了?？纯次覀冎苓?，全都是電器。發光的有電視、電燈、電腦；發熱有電飯鍋、電炒勺、微波爐、電磁爐；居然還能制冷，冰箱冰柜；還有魚缸里還有水泵，發聲音的音箱，你們的各種玩具。電可以為很多東西提供動力。

電就是能量。

電是怎么來的呢？

我們是先發現的電，后發明的電器。

電自然界就有，雷電，但這個沒法用。美國的富蘭克林不就放個風箏去引雷電嗎？

他可坑人不淺，很多模仿者都因此喪命，俄羅斯一個物理學家就學他結果被雷劈死了。

打雷躲都躲不及，還拿線去引？富蘭克林根本沒直接往風箏線上掛鑰匙，然后用手碰出電火花，這都是謠傳，他要這么干也得電死。

他是把線綁在房子里，用個萊頓瓶接收的電，人早跑了。等雷雨過去，他才去房子里測試瓶子里真有電。

科學家們經過很多努力，發現電和磁是一回事。電能產生磁，磁也能產生電。

簡單說就是：用銅線圈切割磁鐵產生的磁力線就能產生電，用銅電線能傳導電，電在線圈里又能產生磁力，磁力經過設計，就能旋轉。

這邊用個搖把旋轉發出電、那邊的電風扇就能旋轉。你說我直接搖這個風扇多好?。抠M這勁干嘛呢？

好處有很多?。?/p>

1、 擺脫了距離的限制，只要一根電線就引進來了，不用旁邊站個人；

2、 搖桿發電的也不必是人，可以是一頭驢，因為開始拉磨的就是驢，人可以利用畜力，百公里油耗是一捆草。當然我們現在用的是煤炭。

3、 電除了讓物體轉還能有其他用途。

愛迪生發明電燈。

很多人不知道的是，他那個電燈得配鍋爐使用。屋里安上燈了，外面有個隆隆作響的大鍋爐發電，還得雇人填煤。這燈炮的壽命還只有幾十個小時，很容易壞。開始的電器就是這么簡陋。

但經過時間的推移，設計的改進，我們現在已經進入了成熟的電氣時代。電給我們帶來了非常非常多的方便。

那現代的電是怎么發出來的

最多的還是煤?；鹆Πl電。幾乎每個城市都有火力發電站。一列一列的煤炭通過火車，從礦井運到電廠，傳送帶送到鍋爐里，燃燒發熱，把水燒熱變成蒸汽，推動渦輪發電機來發電。剩余的熱量就給我們取暖，暖氣。

只要能推動渦輪發電機的都行，用一個大壩憋住水，把水位抬高，原理非常簡單，就是水沖下來有很大的力量，帶動渦輪旋轉就能發電。上面水庫非常巨大，這個水流可以源源不斷。上游一直有雨水補充進來，這就是用自然的力量來發電。

還有潮汐發電，我們用月球的能量來發電。月亮轉過來的時候海水不是漲潮嗎？漲潮可以正向發電，退潮還可以反向發電。

風也可以吹動大風車。大風車可以發電。

太陽能、核能都能產生熱量，通過這個熱量就可以發電。

無論用什么方法，發出來的電都是一樣的，都是通用的。這個好處非常明顯，我們家里不用改造任何設備，就可以使用這些能量了。

后面還有第三次工業革命，這次主要是信息技術革命，不是能源革命。

主要以原子能、電子計算機、空間技術和生物工程的發明和應用為主要標志，涉及信息技術、新能源技術、新材料技術、生物技術、空間技術和海洋技術等諸多領域的一場信息控制技術革命。

第三次工業革命發生在50年前。

現在是第四次工業革命。主要是以人工智能，機器人技術，虛擬現實，量子信息技術，可控核聚變、清潔能源以及生物技術為技術突破口的工業革命。

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