当能源充满智慧-综合新能源论文(1)

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翻新时间：2023-01-28

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当能源充满智慧-综合新能源论文(1)

曾预言电磁波存在的英国物理学家詹姆斯•克拉克•麦克斯韦（James Clerk Maxwell）为了挑战热力学第二定律(熵定律），在他1871年出版的《热理论》一书中，做出了一个近乎疯狂的假想。他设想用一隔板将一个封闭的盒子隔为两半，在隔板上开一个只能由微粒通过的闸门，让一个及其微小而充满智慧的精灵控制。

精灵若允许速度快的微粒通过闸门到盒子一边，速度慢的到另一边，一段时间后，盒子两边便产生了温差，恢复了能量交换，熵便可被控制。这个精灵就是物理学中的“麦克斯韦妖”，科学家们为此争论的近一个世纪。

1956年法国物理学家L.布里渊（L.Brillouin）发表《科学与信息论》专著，将信息与统计物理联系起来考虑，通过信息的负熵原理解答了“麦克斯韦妖”的难题。他得出的结论——“信息等于负熵”。

对于未研究热能物理学的读者也许会一头雾水，难以理解上述问题，其实这两个物理学家预示了一个极其重大的发现，这一发现将会彻底影响我们从现在开始，至此之后的时代，将彻底改变我们每一个人的生活。什么能源最清洁？如果问及我们这样一个问题：什么能源是最清洁、高效、对人类和生态环境影响最小？我们或许会回答是“可再生能源”。

其实，从熵定律的角度看，宇宙间绝不会存在没有代价的能源，而代价必定超出所得。风力发电机的叶片会打死大量迁途的候鸟，使人类不得不增加杀虫剂的施用量，增加了人类患其他疾病的代价；太阳能硅晶电池制造中带来巨大能耗和大量污染物，生产多晶硅的副产品——四氯化硅是一种有毒且难以处理的废弃物质，它会彻底毁灭植被，将土地将变成不毛之地；农民将秸秆送到数十公里外的秸秆发电厂，不得不消耗更多稀缺珍贵的石油资源，结果造成秸秆发电的成本比燃油还高。

在这个地球上，无论是广义的，还是狭义的“永动机”都不可能存在，任何能源都有代价，只是有些代价我们还不得而知，或者暂时可以承受。但是，世界上确实存在一种代价不对称的能源，也是最清洁高效的能源，这就是“节约下来的能源”。

如果你既知道为什么节能，又知道怎样节能，并就此付之行动，将其融入价值观。那么你节约下来的能源供给他人时，就是最清洁、最高效、对人类和生态环境影响最小的能源。

如何让你既知道为什么节能，又知道怎么节能哪？只有通过信息的传递。所以，麦克斯韦和布里渊的研究的结果告诉我们，信息将成为一种特定意义的全新的能源形式，它将依附于各种节能理念、节能知识、节能机制和节能技术的进步上，大幅度提高人类的能源使用效率，节约更多的能源以满足新的需求。

能源技术进步是文明的根本动力有一个不争的事实，随着人们对世界观察的深入，人类与动物的分水岭既不是有“组织的劳动”，也不是“会制造工具”。在这个地球上只有一种动物会驾驭火，而驾驭火的动物就叫“人”。

所谓“驾驭火”就是会使用火并能够传递与此相关的信息。胡锦涛总书记曾说：“纵观人类社会发展的历史，人类文明的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。

”所以，能源技术的进步一直就是人类文明的根本动力。人类驾驭的火，开始摄入熟食，更易消耗、更易吸收，大脑得到空前发展。

携带火种使我们的祖先敢于四处狩猎，走出非洲向全世界迁移；用火制造陶器，使祖先们可以不仅仅依赖动物蛋白，开始生产和大量食用谷物，让更多的人聚集生活，彼此增进知识，建立了石器文明；木炭是人类制造的第一种“二次能源”产品，它帮助人类置换铜铁矿石中的氧化物，获得金属制造工具和武器，建立了农耕文明；瓦特发明了蒸汽机，利用煤炭及煤气建立了早期工业文明；电力、石油及内燃机的出现，建立了直至今日的后工业文明。今天我们正在步入信息文明，我们将面对的是怎样的“能源的改进和更替”？经过200年的前、后工业文明，大量排放的温室气体已经使全球气温上升超过了0.74℃，20世纪全球海平面上升0.17米,南北极和喜马拉雅上的冰川正在消融，极端气候灾害正在加剧，各种传染病正在蔓延，应对全球变暖正在成为全人类的主要难题，或者走向一个全新的文明，或者坐等灭顶之灾。

为保护共同的家园，节约能源，减少温室气体排放正在成为人类的共识。但是，