太阳可以供应人类所需的动力吗?
为了开动现代的各种设备——汽车、冷气机、电炉等等——人需要大量的动力供应。可是,用来产生这种动力的煤、石油和天然瓦斯现在已有用尽之虞。虽然核子能正被人视为补救的办法,有许多人却认为这对公众健康及安全过于危险。那末,还有任何其他的动力来源吗?
幸而还有。“每二十分钟落在美国的太阳能己足供该国一年的动力需求。”(《世界百科全书》,1970)另一项估计是,太阳每日供应地球的能量相当于“全球地下所蕴藏的煤,石油,天然瓦斯和铀矿。”——《科学文摘》,1965年六月刊。
来自太阳的可用能量的确大得惊人。请想想;来自太阳的能是可以逐日更新的,而且绝无染污作用!这可能是由于造物主有意使太阳供应人类的能量需求吗?
太阳能的普遍用途
太阳一向都是人体能力的来源,它使人具有体力可以作事。这种作用是根据造物主的奇妙设计而产生的。‘怎会如此呢?’你也许会问。
首先是阳光使植物具有所需的能量,将二氧化碳和水转变成一切粮食的基础,简单的糖分。
从这种糖分产生了其他一切碳水化合物,多种脂肪和蛋白质。因此,不论人类所吃的是蔬菜或吃靠植物养生的动物,他们其实都间接从来自太阳的能量获得体力!植物被设计成能够从太阳吸收辐射能及将其时藏起来供人所用,这的确令人大感惊异。但人类却无法办得到。
在另一方面人类也久已利用阳光来供应能量的需求。一百多年前机械学家乔治·史提芬逊已对人类利用太阳能一事表示体会。当他看着一辆火车飞驰而去时,他向身旁的朋友问道:“推动火车机器的是什么?”
“啊,当然是煤”朋友答。
“不”史提芬逊答道,“阳光!”
史提芬逊向大惑不解的朋友解释说:“光被埋在地下已有许多千年;植物在生长时必须吸收光线才能将碳凝聚起来,这种光线在煤碳中埋藏了多年,现在被人掘出,在机车里再度散放出来而成为人类的工具之一。”
因此,令人惊异地,现代各种机器,包括发电厂的巨大涡轮,的发动力量其实是间接来自太阳能的!
不但是煤碳,石油和天然瓦斯也代表蕴藏起来的太阳能,因为科学家相信这些沉淀物很可能是由热力和很久之前加于动植物之上的压力所形成的。甚至在水力发电厂转动涡轮的水也首先被太阳从海洋“抽起”然后化成雨或雪落下来归回海中。(传道书1:7)因此太阳能间接地开动我们的汽车、公共汽车、飞机和我们的电气用具!
明智地运用太阳能吗?
可是请想想:人类有明智地利用太阳的能量吗?不顾一切地将地球所贮藏的能量滥掘滥取是明智之举吗?将地球所贮藏的太阳能肆意浪费,将大部分的热力能量用来染污河流湖泊及将有毒的废物喷入空气中可说是智慧的途径吗?
在另一方面,直接利用没有染污作用,每日大量落在地球上的太阳能岂非明智得多吗?人已表现有能力利用来自外太空的能量。例如,甚至遥远的星光也被用来开动继电器以燃烧电烛。那末,人为什么不直接利用太阳能呢?
直接利用太阳能
事实上,人已经开始利用太阳能,但仅在有限的用途上。例如,有些房屋所需的热力是由太阳供应的。屋顶上有一个凝聚阳光的地区,主要由黑色的碟子构成,用来吸收太阳的光线。太阳的热力被用来提高空气或水的温度,这些温热的气体或水在屋中流转,或被贮藏在绝缘的圆筒里备用。
太阳能在今日最普遍的用途是用来煮水。日本已制造了一百多万具太阳热水器,在不少日本房屋的屋顶上可以见到。
在利用太阳能方面,更直接和更壮观的方式是巨大的工业熔炉。世界最大的熔炉位于法国南部的奥底罗,它能即时烧穿极厚的钢板!那里的山上装着六十三面巨大的平镜。这些平镜对准太阳而随着太阳的位置移动,将阳光聚集在一个巨大的抛物线式反射器的固定点上,然后将许多光线集中于大约仅有十二寸阔的地方。在这热不可当之处,熔炉的心脏,热度高达华氏7000°。阳光的巨大能力在此表现无遗!
太阳能发电厂?
许多年来人们建造了若干利用太阳能的机器。例如,阳光可以用来弄热液体以产生蒸汽,从而转动涡轮的机器。用这种方法来发电在以往被视为不切实际。但现在已有人开始研究此举的可能性。因为最低限度在草拟的计划上,科学家已研究出将太阳能转变成电力的更有效方法。
据说年前美国科学基金会对一项建议深感兴趣,以致有意拨款在亚利桑那州犹马附近的沙漠兴建一所100,000千瓦电力的实验厂。据说这间厂可将百分之30的太阳能转变成为电力。
当然,为了吸收发动大量电力所需的能量,需要有大幅凝聚阳光的地方才行。需要多少地方呢?在理论上说来,在亚利桑那州的沙漠区,只需大约一百方哩的地方尚不及该州陆地的百分之一,所产生的电力和热力已足供加拿大和美国之用。可是,由于将阳光转变成电力时会失去许多能量,以及阳光收集器要彼此相隔若干距离才可以避免阴影,所以其实需要大得多的收集地方。当然,这样的一个电力系统还牵涉到其他的难题。
利用太阳电池
在1954年有一项科学利用太阳电池发现使人能够更直接地利用太阳能而将其拨作商业用途。科学家在那年发明了太阳电池,由若干个别的矽电池所构成。这种发明品可以将高至百份12至14的收聚阳光转成电力,并且有希望进一步改良其效能。
将阳光转变成电力是即时而平静的。光线照在太阳电池上而产生电子流,这可以用来开收音机,发动马达及使电池充电等。太阳电池的发明打开了利用太阳能的新展望。
虽然一方面留意到太阳电池可能具有很大用途,小荷勒斯在他所著的《将临的太阳能时代》一书中却指出一项难题:
“在太阳电池声明之初,‘太阳盖板’屋顶是一项引人注目的主意。一个20尺乘40尺的屋顶,若能将百分之10的太阳能化成电力,则仅需五天的阳光照射所产生的电力‘度’数便足供一月之用!但在当时和现今,美中不足之点是太阳屋顶的价格。照时值[1963年]计算,这样的一间屋顶成本需要数十万美元。”
现在价钱仍然相当高昂。诚然,所用的原料,矽,并非罕物。可是在制造太阳电池方面,工作却十分复杂昂贵而需要熟练的工人来制造。是故目前太阳电池主要还是用在太空卫星的发电上,因为这方面付得起高昂的价钱。
然而,太阳电池在商用方面已发展到可以用来开动收音机、电钟、电视机和电影拍摄机等;其中有些已经在市上出售。为了作长距离的无线电通讯,相隔3,000哩的无线电站各自设有由7,800只个别太阳电池构成的二十四方尺太阳电池板作为电力总来源,甚至有一辆仍在实验阶段的汽车曾用太阳能行驶了几哩!
太阳能的未来展望
诚然,也许有人会推断,现在人们必然已在尽力发展这种绝无染污作用的潜能了。因为正如一位工程师所说:“利用太阳能的科技已在我们的控制中。”
可是进度如何呢?正如美国政府能量政策副官斐理文在年前说:“太阳能是我们所忽视的机会之一。”
无可否认地,若要以太阳能来补救动力短缺,还有许多难题须要克服。例如,太阳电池的光电原料成本极昂,现时的贮电方法也相当昂贵。但若集中努力研究,这些难题是否可以解决呢?
有些科学家认为可以。他们相信可以制成每方尺表面成本仅数美元而可以作为屋顶的太阳盖板!但你不必期望太高,因为发展太阳能作为人类用途一事仍受到忽视,所以展望并不十分光明。
何以这件事受到忽视呢?
发展科技的难题
解决燃料难题的科技时常已在控制中,但却未受到利用。例如,美国原子能委员会一位官员声称:“我们若在十五年前便从事研究,我们便会在以往十年拥有清洁的化石燃料(传统的煤、石油或瓦斯)厂了。”
那末,为什么电力工厂没有研究发展绝无染污作用的设备呢?因为需要大量金钱才行。
汽车工业方面亦然。美国洛杉矶空气染污管制区主任格利斯和特说;“对以弋利为目的人说来,花钱来发展及生产废气控制器是一种赔本生意。”
因此有人怀疑利用太阳能的新发展进步迟缓的主要原因之一可能是恐惧对现行的营利机构有所损害。怎会如此呢?
请考虑一下:假设有关方面齐心协力使太阳能转变成廉宜的电力,正如有些科学家所提议一般。又假若每个家庭都有小型的太阳电池板附在屋顶上,足供一切电力所需。那末,在短时间内若干公用事业机构便无业可营了!石油、煤、瓦斯和核子能的利润也会蒙受不利影响。你可以期望这些机构成为这项革命性发展的主要促进者吗?当然不能。
显而易见地,一项极大的改变是必需的。现时的工业化生活方式需要加以大刀阔斧的改革及制止进一步工业化的趋势。但今日各国政府显然不会自愿合作以成就这件事。
公义的解决方法
然而,人类政府所未能成就和无法期望其成就的事,我们却可以有充分信心相信造物主全能上帝会使其实现。事实上,他施展他全能的力量将整个邪恶事物制度铲除的时候已经近了。这意味到肆意染污地球的整个属人制度将会永远消灭。
可是,地球并不会完全无人居住;真正爱上帝及体会他的奇妙创造物的人会被保存下来。他们会以不损害环境的方式好好利用地球的资源。这是否意味到人类将过着原始生活而没有电力去开动各种现代设备呢?
不然,这是没有必要的。地球有些能量可以利用而不致染污环境。在上帝的公义管理指引之下,人会学习有效地开发地球的能量资源,明智地以有益的方法运用它们。每个人将可以获得所需的动力供应,过着舒适和充满乐趣的生活。那时再不会有电力短缺,再不会有丑恶的染污难题!——诗篇37:9-11,29;启示录21:3,4。