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古人如何利用风能和太阳能

我们认为现代的某些形式的可再生能源,在几千年前就已经被使用了。

Avery Hurt
作者Avery Hurt
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古老的阿斯巴德(风车)图片来源:Elyas Hasani/Shutterstock

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自工业革命以来,人类文明主要依靠化石燃料供能。但古代文明使用了哪些能源,它们的持续性又如何?

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古代文明如何利用太阳能

最普遍、最可再生的能源当然是太阳。人类很早就利用太阳能——不仅仅是用于农作物生长。根据约翰·珀林 (John Perlin) 撰写的《让它闪耀:太阳能的 6000 年故事》(Let It Shine: The 6,000-Year Story of Solar Energy)一书,对新石器时代中国村庄的考古发现表明,村民们建造房屋时,唯一的开口朝南,以便在冬天吸收低斜的阳光,屋檐有茅草屋顶,以阻挡夏季高角度的阳光。到公元前 4000 年,中国人就已经研究太阳与地球的相对运动,并改进了他们的太阳能建筑技术。

古希腊人也很好地利用了被动式太阳能设计。没有比苏格拉底更早的太阳能建筑推广者了,他甚至开班授课,向学生传授被动式太阳能设计的基本知识。珀林写道,2500 年前,大多数希腊家庭都依靠太阳供暖。古罗马人也遵循了这些原则。当木材因森林砍伐而变得稀缺时,罗马人出版了书籍,指导人们如何利用太阳能,以节省仅存的木材。

古文化与木材一起,利用太阳烹饪食物。至少在孔子时代,甚至可能更早,中国家庭就使用凹面镜将阳光聚焦在引火物上,以点燃烹饪用的火。珀林解释说,在富裕的家庭中,他们会收集这些烹饪火的余热,并通过烟道将其导向一个kang),这是一种由吸热性优良的材料(如砖或土坯)制成的睡眠平台。一旦变暖,就会整夜散发热量,让睡者保持温暖。

然而,太阳并不能包办一切。纽约州立大学布洛克波特分校的埃及学家罗赞·拜约-勒苏尔 (Rozenn Bailleul-LeSuer) 指出,尽管中国使用了凹面镜,但木材仍然是古代世界最常见的燃料来源。但埃及是沙漠,木材资源贫乏。她说,埃及人利用他们有限的资源制作木炭,这是一种更有效的利用木材取暖的方式。当木材不足时,他们还燃烧动物粪便和干菜,如稻草,作为替代燃料。


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风力的早期应用

古代人民也利用了风。在中国古代,风车被用来驱动水泵。在古代波斯,也就是今天的伊朗东部,风车(称为 asbads)捕捉夏马勒shamal)——一种在一年中特定时期持续吹拂的强劲北风——并利用它们转动齿轮来研磨谷物。

埃及人也懂得风的道理,并利用它来航行尼罗河。尼罗河是世界上最长的河流,自南向北流淌。然而,那里的盛行风是从北向南吹的。沿着风向南行,埃及工人就可以前往国家南部的矿山和采石场工作。然后,来自矿山和采石场的贵重物品,如黄金和花岗岩,就可以顺流而下,漂浮回北方。“毫无疑问,”孟菲斯大学埃及学家苏珊·奥恩斯廷 (Suzanne Onstine) 说,“首都之所以在北方,是因为它是所有这些来自南方的产品的终点。”

古代文明利用太阳和风作为燃料,这在我们看来是现代和创新的概念,这同样毫不奇怪。“他们是敏锐的自然观察者,并且非常善于利用环境中的所有资源,”奥恩斯廷说。“如果你能以那种水平观察自然,那么解决生活问题的可能性是极其多样的。”


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  • Avery Hurt

    Avery Hurt

    Avery Hurt 是一位自由科学记者,经常为 Discover Magazine 撰稿,报道神经科学、昆虫和微生物等主题的科学研究。

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