能源，迫在眉睫的抉擇：為人類文明史續命，抑或摧毀人類文明的一場賭注

前言

PART 1原動力
第一章 沒有木頭，就沒有王國
皇家海軍不是唯一消耗英國森林的單位。到了一六三○年代，國家支撐了大約三百項煉鐵計畫，每年燒掉三十萬批木頭以製造木炭，每批都相當於一棵大樹。

第二章 以火汲水
隨著表面礦層耗盡，老闆會挖開愈來愈深、延伸到地下水位以下的礦層。這時水必須抽出來，否則就得廢棄淹水的礦坑。當時許多礦坑因此遭到廢棄……

第三章 專注的巨人
這物體中有著在任何地方都很驚人的的東西，因為這台機器一定裝有某種智識機能；它似乎從原始物質往生命和意志跨出了第一步，以巨大力量顯示出它的進步。

第四章 為全世界製造
本來只能在礦坑抽水的蒸汽引擎，如今變得能幫高爐吹風、驅動紡織工坊、研磨穀物、捶打勳章和硬幣，讓工廠從獸力或水力的能源與地理限制中解放出來。

第五章 誰能趕上我
他在一八○八年七月十九日的《倫敦時報》上登廣告，說當天十一點開始展示「誰能趕上我號」，廣告標題是「競速蒸汽引擎」。崔維西克提供了賭注，宣布：誰能趕上我號將「挑戰全國任何馬匹，連跑二十四小時！」

第六章 無法征服的蒸汽
「時間和距離隔閡將會趨近消滅，」安德遜大膽地想像，「目前像墓地般安靜的地方會因人聲鼎沸、鐵槌敲擊聲和機械運轉聲而活潑起來」──彷彿寂靜是負擔而噪音是美德。

PART 2 要有光
第七章 從燈芯草到煤氣燈
如果他的一千六百根燈芯草平均只能燒半小時，「那麼窮人可以買到八百個小時的光明，超過三十三個晝夜，只要三先令……某位有經驗的老管家向我保證，一磅半的燈芯草可以供他家燒一整年。」

第八章 追逐大海怪
傑佛遜在一七八九年寫道，因為普通鯨油要跟更便宜的蔬菜油競爭，「捕鯨業是商人或水手能加入的最糟糕產業。」然而，他判斷抹香鯨的獨特產物是例外……

第九章 可燃液體
美國革命之後，費城和紐約成立了蒸餾廠，把松脂處理成莰烯。一八三○年代，隨著鐵路時代到來，蒸餾廠搬往離松樹林更近的地方。此時，經過蒸餾的照明用松脂，已經取代了瀝青和焦油。

第十章 奔流的野獸
石油帶來的「意外贈禮」不只火災，也包括驚人的溢出浪費。照當時的法律，地下石油被類比成地下水，不屬私產，在財產法規上等同於野生動物。

第十一章 自然的偉大力量
在電力跟現有動力來源──獸力、風車和水車、風帆、蒸汽引擎──競爭之前，必須解決一個大問題：找到方法持續、便宜、大量地發電，並且用來驅動能夠完成有用工作的機器。

第十二章 水的韻律
陽光的免費能源把水蒸氣抬升到空中，再落下變成雨或雪。來自落水的力量控制了這份免費能源：水力是明顯的發電首選。其中最大、最重要的，就在尼加拉瀑布。

第十三章 巨大的黃乳酪
如今大致消失的馬匹，是能源史上經常被忽視的主要動力。一九○○年的曼哈頓，有一百八十萬人口住在大約二十三平方哩的區域上，跟大約十三萬匹馬共享這座狹長小島……

第十四章 黑雲之柱
煤炭與煙霧就像馬匹與糞尿，本是日常可見的事物，但在成熟工業化社會的現代生活中已然消失。若要一睹二十世紀初危害英美各大城市的煤煙黑幕，現在的北京算是相當接近。

PART 3 新火種
第十五章 上帝的恩賜
汽車取代馬匹，讓農民變窮了。意料之外的後果，是農民失去了主要收入來源的同時，世界也失去了一項可再生資源，被數量不明、效應無法預測的化石資源取代。

第十六章 焊接千里管線
天然氣對比都市煤氣有個優勢：透過鑽探得出而非人工製造，成本便宜多了。它的缺點是從氣田運送到顧客（典型的都市居民用戶）有必要的管線費用，和氣田蘊藏量的不確定性……

第十七章 五七年全力運轉
一九四六年的《原子能法案》讓各式各樣的原子能被美國政府壟斷。所有關於原子能的發現一「出生」就是祕密──列入機密直到解密為止──而洩漏原子能機密的懲罰是無期徒刑或死刑。

第十八章 煙霧死神的關愛
未經過濾的引擎廢氣，有一大部分排放在洛杉磯郡的天然盆地中。氣象經常劇變，空氣變成褐霧狀，呼吸起來會造成疼痛，居民愈來愈不滿地抱怨。不過，汽車廢氣逃過了譴責。罪名落到盆地裡的工廠、煉油廠甚至家庭後院焚燒的垃圾。

第十九章 黑暗時代的降臨
宿命論似乎主導了繁忙的戰後轉變。對瑞秋•卡森而言，輻射與實體毒素造成了感染。對哈里遜•布朗與認同馬爾薩斯觀點的新信徒，則認為是其他人威脅到了這個世界……

第二十章 百億人同舟
工業時代所有能源來源進入市場後，都遵循類似的趨勢：要花四十到五十年，才能從百分之一到達百分之十的市場占有率；最終能占有半數市場的，則要花一個世紀左右，才會從頂點跌回百分之一。

致謝
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前言

　　你即將與某些史上最有趣、最有創意的人物，展開一段跨越四百年的旅程。這些人是科學家、發明家與工程師，他們的名號未必總與他們的成果有所連結。但無論如何，他們都塑造了我們所居住的世界。我相信他們帶給我們的，多半是正面的幫助。在與他們一同走過這段旅程之後，我想你也會同意；至少，你會更了解他們所作所為的理由與方式。我很驚訝，有時候也感嘆，他們有那麼多事蹟被世人遺忘。我用來講述他們故事的某些參考資料，源自過去兩百年甚至更久的歷史與傳記。這些書籍與文件都很古老，但故事卻是全新的。

　　這些典範人物中有誰呢？至少有位作家：威廉•莎士比亞。在此，他的身分不是劇作家，而是倫敦第一座劇場的合資老闆之一。當時倫敦周邊的木材日漸稀少，他和合夥人為了木材，拆走了劇場（地主則聲稱是被他們偷走）。他們把木材運過泰晤士河，在貧窮的南華克區建造更大的「環球劇場」，就在一座鬥熊競技場旁邊。

　　有位致力於餵養貧民的法國人丹尼斯•帕潘（Denis Papin，物理學家），他發明的壓力鍋為蒸汽機開創了道路。當然，將蒸汽機帶給我們的，是蘇格蘭人詹姆士•瓦特。但是在他之前，湯瑪斯•紐柯曼所發明的、龐大笨重的蒸汽引擎，是瓦特精美作品的前身。

　　我在英國參觀過紐柯曼蒸汽引擎的複製品，物主每年只有少數幾天會生火啟動。它大約是一棟房子或大型燃煤火車頭的大小。（煤炭已經不再便宜，因此他們才很少啟動。）我把一鏟煤丟進鍋爐裡，跟負責操作的退休工程師聊天。我問他需要什麼設備才能維持它運作，他乾笑一聲，舉起一把大榔頭。紐柯曼的作品有很多管線和曲柄，經常故障，所以他少不得敲打它。

　　因為太沒效率，且無法做成可攜形式，紐柯曼蒸汽機通常設置在坑口（從地面進入礦坑的洞口），以便把水從坑裡抽出來。瓦特較有效率的引擎較小一點，小到可以裝在輪子和鐵軌上，從坑口把煤炭拖到河邊，用駁船運往下游的倫敦。然後有人發現：這種引擎除了拉煤炭，也可以載人！客運鐵路興起，迅速蔓延到全英國。美國亦然，但我們的引擎在大半個十九世紀，燒的都是木材；這些引擎深入遠離任何煤礦的荒野，把整個大陸連接在了一起。

　　二十世紀的典範人物之一，是在帕沙迪納、任教於加州理工學院的荷蘭籍香精專家──艾瑞•哈根史密特（Arie Haagen-Smit）。一九四八年的某一天，憂心忡忡的官員發現他在放滿成熟鳳梨的實驗室裡，想要從空氣中濃縮果實的熱帶香氣。官員們要求他用同樣的方式，處理盤據洛杉磯的可怕「煙霧」（煙〔smoke〕+霧〔fog〕＝煙霧〔smog〕）。他清掉鳳梨，打開窗戶，引進幾千立方呎的煙霧空氣，使之通過用液態氮冷卻的過濾器，凝聚出幾滴褐色惡臭的黏膠。他分析黏膠的化學成分後，宣稱這是汽車廢氣與附近煉油廠的排放物。這種新玩意不像以前危害著燃煤城市、經常致命的煙和霧，而是像複合毒氣般融合在空氣中，受到陽光催化後，把空氣變成黑褐色。

　　石油公司可不想知道這些，他們的化學家嘲笑哈根史密特的分析。他們告訴世人，他們沒發現這種化學反應。這話激起固執的荷蘭人的憤怒。他回到實驗室，證明了石油公司化學家的花俏設備無法分辨煙霧形成的過程。哈根史密特自己，更利用了一些舊的輪胎內胎，來測量煙霧中的臭氧讓橡膠脆化的程度；也用他分析鳳梨的設備，分析出聯合起來危害空氣的種種成分。政府就此介入，並展開了淨化洛杉磯的過程。

　　本書充滿了這類故事，然而它不只是故事書而已。本書的嚴肅目標是探索能源史，說明我們現今因為全球氣候變遷而面對的選擇。能源業界的人，認為我們把能源看得太理所當然。他們說我們只在加油站和牆上的插座前才關心能源。以前這話或許沒錯，現在絕對不同了。氣候變遷是個重大政治議題。我們大多數人──且愈來愈多──知道也擔心這回事。商業活動遭到了挑戰，就像以前漫長的冷戰時代中對於核子浩劫導致世界末日的恐懼陰影一樣，籠罩著我們的文明。

　　然而許多人對這些討論無感。氣候變遷的文章多半很技術性，辯論很深奧，且聚焦在眼前的狀況，很少提到人類過去辛苦得來的幾百年人文經驗。但現今的挑戰，是歷史演變的遺緒。木頭讓位給煤炭，煤炭讓位給石油，如今煤炭和石油又讓位給天然氣、核能與可再生能源。主要動力（把能源轉化成動能的機制）從獸力與水力，轉變到蒸汽機、內燃機、發電機和電動馬達。我們從這些挑戰中學習，了解它們的演變，並將其可能性加以資本化。

　　目前的辯論之中，很少探索到今日能源挑戰幕後豐富的人類歷史。我寫這本書的部分理由，是以人物、事件、時間、地點、方法、案例、替代方案、災難與勝利，填補此空缺，讓辯論更活潑，也釐清各選項。

　　人們出生又死亡，企業興起或破產，國家崛起成世界強權或衰敗下去，全是由於能源的挑戰。本書裡充滿了人類的故事，跨越四百年的角色卡司，包括伊莉莎白一世、詹姆士一世、約翰•艾弗林、亞伯拉罕•達比、班哲明•富蘭克林、湯瑪斯•紐柯曼、詹姆士•瓦特、喬治•史蒂文生、韓福瑞•戴維、麥可•法拉第、赫曼•梅爾維爾、艾德溫•德雷克、艾達•塔貝爾、約翰•D•洛克斐勒、亨利•福特、恩利可•費米、海曼•李高佛、過去賓州的煤礦業鉅子，與如今加州與沙烏地阿拉伯的石油大亨等人物——這還只是最有名的部分。

　　故事中會包括幾處大洋的鯨魚，牠們身上的鯨油照亮了全世界。石油從河床滲出，一位耶魯化學教授猜想它能有什麼用處。馬匹的糞便讓城市臭氣熏天，成為日益嚴重的公共衛生問題。當汽車取代馬匹，不再需要自給自足的鄉村，人口陷入永久的衰減。電弧焊的發展，促成了天然氣的管線配送方式。核能以燒毀兩座日本城市，宣告自身的到來，寫下幾乎無法抹消的汙名。

　　全球暖化本身，和一個世紀以來愈發焦慮地觀察所緩慢累積的證據，激發了全球規模的各方意識形態與既得利益衝突。風能與豐沛的陽光能量，以及大量供給的煤炭、天然氣等種種能源，在邁向二一○○年、全球人口將突破百億的動盪世界中，競逐著霸權。這樣的人口數，多半來自世界人口最多的中國與印度，他們正從勉強餬口走向繁榮，也增加了能源的消費。能源自是有的，但是地球能否承擔得住能源急速消耗而產生的廢棄物呢？

　　你在本書中不會發現許多解決方案。每個世紀都有自己要面對的挑戰與機遇，有些在預期之中，有些在意料之外，但所有的案例都太複雜、牽涉太多，無法簡單地道德化。你會看到的，是我盡己所能、完整講述的案例；也就是人類一再面對「如何靠世界上的物質維持生命」，這個人性深處問題的方式。每個發明、每種發現、每次調適的後果，都引發了未來的考驗，透過這樣持續的轉變，我們才走到了現在。空氣比過往乾淨，世界更加和平，愈來愈多人享有富足的生活。但空氣也變暖了，例如二○一五年八月，伊朗北部就遭受攝氏七十四度的高溫。

　　願這些人類歷史上的稀奇知識，能幫我們找到通往未來的道路。我有兒女和孫兒女，我希望，也相信，我們會找到的。