能源的“进化”

能源是什么?一顿饭、一个动态物体、一束电磁辐射波、一个原子或者一个电子……都可以说是一种特定形式的“能源”。从词源的角度看，能源就是力量。在印欧语系里，能源一词来自古希腊语“Ev?pγεIα”,意思是“行动”。因此，能源就是能量资源，是让我们在物理空间内产生行动的力量：移动一个物品、照亮一个空间、取暖或者制冷，所有这些行为都需要能量。

获取能源可以决定政治权力。通过历史我们可以看到，所有伟大文明都有一个共同点：掌握大量的可用能源。古人能够掌握的主要是肌肉能量，也就是人力。公元前4世纪，雅典的2万居民拥有40万奴隶；根据司马迁记载，秦始皇墓的修建用了70万劳动力；据说当年恺撒攻占高卢的时候率领了由百万奴隶组成的大军……

能源也是决定人类命运的力量：现代人掌握了肌肉能量以外的其他能量，才能够腾出时间(古人用于劳作)学习、画画、听音乐，或者干脆什么都不做。

人类对能源的需求可以分为两大类：一类是(提供)热量和光，另一类是(提供)运动能力。古时候，火是提供热量和光的主要能源，属于第一类，人力则属于第二类，是提供运动能力的主要能源，这个状况直到工业革命前夕都没有从根本上发生改变，当然人类很早就会使用风车、帆船，也就是利用风能，不过从总体看主要还是靠人力(或者动物的力量)搬运、牵拉、划桨、挖掘等。

18世纪时这种情况才发生实质性改变，这可并不是因为煤和石油的发现。其实，人类很早就知道煤和石油了。1298年，马可波罗在他的游记中就曾经描述过亚美尼亚的油井开发：每次操作的采油量可以装满100艘运输船!不过，那个时候的人们还只知道用这种油点灯照明。可见，拥有能源还不够，更重要的是拥有能够将其转化为我们所需形式的机器设备。

将热能转化为动能的最早的机器是古希腊亚历山大港的希罗发明的，这是一位生活在公元1世纪的科学家。1672年，比利时传教士南怀仁(Ferdinand Verbiest)也设计制作了一台原理类似的车辆，供康熙皇帝娱乐，这很可能是人类历史上的第一辆汽车。所以说，引发第一次工业革命的不是蒸汽机的发明，而是对当时已有技术的完善。很多人以为詹姆斯·瓦特(James Watt)是蒸汽机的发明者，其实不然。瓦特的重大贡献在于改善了原有技术，实现了它的实用价值，使得蒸汽机设备可以在短短几十年间从英国推广普及至世界各地，对近两百年来人类社会的发展起到了巨大的推动作用。

简而言之，能源存在于大自然中，拥有它还远远不够，更重要的是将能源转换成我们需要的形式，这也是为什么我们通常将能源划分为“一次能源”(自然界中存在的煤、石油、天然气等天然能源)和“最终能源”(可以直接使用的动能、热能或者电力等)。而且，这种能源转换技术还得足够简便、易操作、高效益，才能得到推广。为了理解人类运用能源的历史演变和目前的发展趋势(包括页岩油的开发、可再生能源的发展或者核电发展停滞等),我们要明白这两个基本条件。

我们可以一步一步来探讨。