
人类文明一路向前场内配资平台,我们记住了蒸汽机、电灯、互联网这些改变人类走向的重大创造。课本里、科普文章里反复讲述这些成功落地的发明,却很少有人留意,历史长河当中,还有一批已经被设计出来、甚至做出来原型的伟大发明。
它们不是停留在脑海的空想,有图纸、有实物原型,部分还完成过实地测试,理论层面完全成立。可因为战争、资本博弈、时代认知局限、关键人物离世、档案销毁等各种各样现实原因,这些发明没有大规模普及,相关技术资料残缺不全,有的只留下只言片语,慢慢被埋没在历史尘埃里。
今天要说的这三项丢失发明,每一项如果能够顺利落地推广,都有机会改写人类的生产生活模式。这里需要说明,不是说这些发明完美无缺,不存在短板,而是它们提供了一条完全不一样的技术路线,能避开当时现有技术很多无法解决的痛点。
很多人会有一个误区,总觉得一项发明只要技术可行,就一定能被社会接纳。真实的历史从来不是这样。一项技术能不能走向大众,不光看科学原理,还要看社会环境、产业链配套、既得利益群体的态度,甚至还要看运气。不少超前的发明,不是输在技术,而是输给了时代。
第一项:尼古拉·特斯拉的无线全球电力传输系统
提起特斯拉,大多数人第一反应是现在的新能源汽车品牌,但是真正的尼古拉·特斯拉,是19世纪末20世纪初顶尖电气工程师,交流电体系的核心奠基人。
我们现在家家户户通电,依靠密密麻麻铺遍大地的电线、变电站、输电铁塔。从发电厂发出电能,经过层层电网输送到千家万户。这套体系有非常明显的短板。架设电线需要消耗巨量铜材钢材,高山、荒漠、海岛这些偏僻区域,布线成本高到难以承受。远距离输电过程当中,还会产生不小电能损耗。电线老化、自然灾害破坏,就会出现大范围停电。
在一百多年之前,特斯拉就提出一套构想:搭建全球无线电力传输网络。不用电缆,依靠地球大气层和大地本身作为传输介质,把发电厂产生的电能,隔空输送到地球上任意地点。不管是远洋当中的船只,深山里面的村落,还是荒漠当中的作业设备,只要配置简单接收装置,就能够获取电力。
很多人以为无线输电只是传说,实际上特斯拉并不是只画图纸空想。在美国科罗拉多,他搭建实验站,反复开展高压电磁实验,已经实现短距离隔空点亮电灯。之后,得到金融资本摩根的投资,他在纽约长岛动工建造沃登克里弗塔,也就是大家俗称的特斯拉塔。这座高塔,就是计划用来实现跨大西洋无线输电,同时兼顾无线电通讯功能的大型试验设施。
按照特斯拉留下的笔记,这套系统工作逻辑大致是这样。发电站持续制造高频高压电磁震荡,通过高塔把能量注入地球电离层。整个地球和大气层形成一个巨大共振腔体,电能可以在大气层当中传播。地面上的接收设备,调整到匹配共振频率,就可以直接捕获空气中的电能,转化成日常可以使用的交流电。
如果这套系统能够完整建成并且稳定运行,带来的改变会是颠覆性的。全世界不需要再铺铺天盖地高压输电线。偏远地区不再因为布线成本太高而缺电。海上航行船舶不用携带沉重燃料,依靠接收无线电力就能驱动。普通家庭,不用拉入户电线,安装一台接收器就可以获得能源。人类获取能源的门槛,会被直接压低一大截。
但这个宏大项目,最后彻底失败。背后原因有好几层。第一,建设消耗资金远超最初预算,投入不断追加。投资方摩根慢慢看清现实,无线电力有一个致命商业问题:电能在空中传播,很难精准统计谁在用了多少电。
现有的电线电网,每一户安装电表,可以按量收费。可无线电力四处扩散,四面八方都可以接收能量,企业很难计量用电量,也就很难建立稳定收费商业模式。资本看不到赚钱前景,直接停止资金供给。
第二,同时期无线电通讯技术快速竞争,马可尼抢先实现跨大西洋无线电信号传递。摩根认为无线通讯赛道已经被别人抢占,特斯拉这个高塔项目双重目标全部落空,没有继续投资的价值。
资金断流之后,沃登克里弗塔工程停工。后续债务缠身,高塔设备被拆解变卖还债,大量一手实验记录、设备图纸,有一部分遗失,一部分分散存放在博物馆、档案馆。
后世不少科研人员,反复研究特斯拉遗留笔记。客观来讲,这套全球无线输电设想,存在很难跨越的物理难题。远距离大规模能量无线扩散,能量会大范围散射,传输效率很难做高,能量损耗会十分恐怖。大气环境、雷雨天气,也会干扰整个系统稳定。它不是一套没有任何缺陷的完美方案。
但不可否认,在百年之前,他开辟了一条完全不一样能源思路。如今我们手机无线充电、小型设备无线供电,本质就是短距离无线输电,已经广泛应用。可是特斯拉当年追求的全球远距离无线输电,直到今天依旧没有实现成熟商用方案。
设想一下,如果当年拥有足够时间资金,把这套系统持续迭代优化,人类能源发展路线,很可能会走出另外一条道路。
第二项:可循环运行的空气动力汽车,“Pogue汽车”
现在全世界都在为汽车能源发愁。燃油车,消耗石油资源,尾气排放带来空气污染;新能源车,依靠锂电池,电池生产需要开采稀有矿产,电池报废之后还存在回收处理难题。所有人都在寻找更加清洁的代步工具。
很少有人知道,早在上世纪30年代,就出现过一款空气动力汽车,Pogue汽车。发明者名叫查尔斯·波格,加拿大工程师。这款车,不靠汽油,不靠电池,依靠压缩空气作为驱动能源。
很多人会觉得,压缩空气驱动车子,就是一个纸上谈兵的脑洞。事实并非如此,查尔斯·波格实实在在造出原型车,并且在公开道路开展上路测试。
它的工作原理并不复杂。车上配备多组高压储气罐,储存高压压缩空气。车辆行驶的时候,高压空气释放出来,推动特殊设计气动马达,马达带动车轮转动,驱动车辆向前行进。
大家会提出疑问,压缩空气本身储存能量密度很低,为什么说这项发明足够改变世界?这里的关键点,在于查尔斯·波格设计一套特殊热交换装置。普通压缩空气汽车有一个致命短板:高压气体释放膨胀的时候,会快速降温,温度急剧下跌,能量输出快速衰减,续航里程很短。
波格的设计,利用环境当中的空气热量。压缩空气释放膨胀变冷,外界环境热量会持续传导进入机器内部,弥补气体膨胀损失热能。依靠这套热交换结构,理论上可以大幅度提升压缩空气动力系统的续航表现。
根据当时公开测试记录,原型车在路面测试,最高时速可以跑到接近一百公里每小时。一箱压缩空气,续航里程宣称可以达到接近两千公里。这个数据放到今天,都足够震撼。
这里必须客观说明,两千公里续航这个数值,后世很多工程师提出质疑。实验室理想环境测试,和现实公路行驶,会存在巨大差距。现实路况下,加速、爬坡、低温天气,都会消耗更多压缩空气。真实道路很难跑出理论最大续航。但是就算打很大折扣,这项技术路线,依旧拥有巨大潜力。
如果空气动力汽车能够成功普及,会带来什么样变化?车子不需要消耗汽油柴油,不需要大块锂电池。不需要开采锂、钴这类稀缺矿产。车辆行驶过程,不会产生尾气排放。补充能源的方式,就是用压缩机给储气罐充入高压空气。
家庭可以配置小型空压机,在家完成充气;社会可以修建充气站点,类似现在加油站。汽车结构相比燃油车更加简单,没有复杂内燃机,故障点少,后期维修保养成本会大幅下降。对于普通老百姓,买车养车的开销可以降下来。
那为什么这项技术最后销声匿迹,没有走向市场?
第一,时代大环境,上世纪三十年代,石油产业正处在高速扩张上升周期。石油资本全力推广燃油内燃机汽车。整个社会配套体系全部围绕石油来建设,遍布各地加油站,炼油工厂,全部服务燃油车。空气动力汽车想要普及,需要从零搭建一整套全新充气基础设施,投入成本天文数字。在石油产业强大惯性之下,新路线很难突围。
第二,高压储气罐本身存在安全隐患。储存巨大压力的空气,一旦发生撞击破裂,会发生剧烈爆裂。在当年材料工业水平之下,想要制造重量轻、强度足够、成本低廉的高压储气罐,难度很大。储气罐又重又笨,进一步拖累车辆续航。
第三,发明者本人的境遇。查尔斯·波格本身不是大企业家,只是一名工程师,手里没有雄厚资金。原型车做出来,完成测试,但是没有办法实现大规模量产。想要吸引厂商投资,也遭遇重重阻碍。之后第二次世界大战爆发,全社会工业产能全部向军工倾斜,民用汽车新技术研发直接搁置。
战争结束之后,石油工业已经牢牢掌控汽车行业主流赛道。波格的空气动力汽车,慢慢淡出大众视野。原型车不知所踪,完整生产图纸大量丢失,只留下报刊零星报道、部分零散笔记。
后世几十年,断断续续不断有工程师重启空气动力汽车研发,也有小批量试制车型。但是材料、续航、基础设施几个难题,始终没有得到圆满解决。直到今天,空气动力汽车依旧没有大规模走进普通家庭。
我们今天面对锂电池的各种困境,回头再看八十多年前这项被埋没发明,不由得心生感慨。一条不一样的出行技术路线,因为时代、资本、战争多重因素,中途中断。
第三项:爱德华·勒默的雨水土壤复原农业系统
吃饱饭,永远是人类社会头等大事。土地退化、土壤板结、土地沙漠化,到现在依旧是全世界各个国家面对的严峻难题。土地肥力下降,农作物减产,只能大量使用化肥弥补产能。可是化肥长期过量使用,又进一步破坏土壤微生物,造成土壤板结,地下水遭到污染,陷入恶性循环。
现代农业领域,大家熟悉堆肥、休耕、轮作这些改良土地手段。但很少有人听说过爱德华·勒默,以及他那套雨水土壤复原农业系统。这项发明,算不上机器设备,是一套完整的土地改造工程技术体系。如果能够推广开来,有机会改善大片退化土地,缓解土地荒漠化压力。
爱德华·勒默是来自澳大利亚的农业工程师。澳大利亚大陆本身环境特殊,大面积土地干旱少雨,土壤贫瘠,土壤盐碱化、土地沙化问题十分突出。勒默一辈子扎根乡村,长期观察干旱地区水土运行规律。他发现干旱地区最大资源矛盾,不是完全没有降水,而是降雨时间高度集中。短时间降下大量雨水,雨水来不及渗透进土壤,顺着地表直接流走。宝贵雨水资源白白流失,同时流水带走地表薄薄一层肥沃表土,造成水土流失。雨水跑掉,土地留不住水分,土壤里面微生物得不到水分滋养,土壤持续退化,一步步走向沙化。
基于长期实地观察,勒默研发一套低成本水土重塑技术。不需要昂贵大型机械设备,主要依靠改造地表微地形,修建简易微型集水垄沟,合理布置低矮拦水土埂。通过改变地面形态,把短暂的降雨拦截下来,减缓雨水地表流速,让雨水有充足时间向下渗入地下,存进土层当中。
雨水留在土壤内部之后,土壤湿度改善,土壤当中微生物菌群可以恢复活性。微生物不断分解有机质,持续修复土壤肥力。不需要大量施用化肥,依靠雨水、本地植物、土壤微生物三者之间循环,把已经退化板结土地,慢慢恢复成可以耕种的肥沃土地。
这套体系还有一个很大优势,就地取材。修建拦水垄埂,使用本地泥土石块,不需要大量外购工业物资。普通农户经过简单学习,自己就可以动手施工。不光可以用于农田改造,还可以用于荒漠边缘土地修复,帮助干旱区域植被自然恢复。勒默曾经在澳洲多处土地开展实地试验。经过改造地块,土壤蓄水能力明显提升,植被自然复苏,农作物产出得到提升。
试想,这套农业技术体系,如果在当年完整推广传播。全世界大量干旱半干旱退化土地,就有机会用低成本方式完成修复。可以减少化肥依赖,减缓土地沙漠化扩张,很多贫瘠土地可以重新具备农业生产能力,对于全球粮食安全,会产生很深远影响。
但是这套极具价值的土地复原技术,最后走向凋零。核心原因,是关键人物的突然离世。爱德华·勒默还没有来得及把整套技术完整整理成系统著作,没有完成大规模培训推广体系,就意外去世。
人一走,很多口传心授、现场实操积累下来的实践经验,随之流失。留存下来书面资料残缺不全,只有一部分零散报告、少量地方档案记录。完整实操细节出现断层。很多现场摸索出来实操窍门,没有完整记录留存。
之后,现代农业快速走向工业化。工业化农业主推化肥、高产杂交种子、大型农机。资本和科研资源,大量向工业化农业倾斜。勒默这套依靠自然循环、见效速度偏慢的土地修复方案,得不到足够重视,慢慢被主流农业圈遗忘。
这套技术,没有彻底消失。一部分水土治理科研人员,重新发掘勒默留下资料,把他的理念融入现在雨水集蓄、旱地生态修复项目当中。可是当年那套完整、成套实操体系,再也没有原样复原。
这里要客观说明,这套体系也存在客观局限。它高度依靠降雨条件,如果遇到持续多年极端大旱,没有雨水供给,整套系统就很难发挥效果。土地修复是循序渐进过程,不可能一夜之间把荒漠直接变成良田,需要时间沉淀。它不是万能魔法,但是它提供了一条非常有价值的生态农业道路。
回望丢失发明,我们可以得到哪些现实启发
讲完这三项被历史埋没的伟大发明,我们回过头来思考,为什么很多潜力巨大的创造,会无声无息消失。
第一个关键点,一项发明能不能改变世界,技术只是其中一部分。商业模式、社会配套产业链、资本态度、战争灾难、核心人才的生死,全部会左右技术命运。很多人有一种朴素想法,只要东西足够好,就一定会发光。历史反复告诉我们,这个想法并不完全成立。再好的构想,如果缺少生存土壤,一样会被掩埋。
第二个关键点,没有完美无瑕的发明。今天介绍的三项技术,各自都存在短板、待攻克难题。无线全球输电有能量散射损耗难题;空气动力汽车受限于材料储气罐;雨水土壤复原系统受制于气候降水条件。
我们不能神化这些丢失发明,不能幻想只要当年技术落地,所有社会难题全部迎刃而解。它们的价值,在于提供一条不一样的解决思路。就算原型存在缺陷,沿着这条路线持续迭代改良,完全有可能衍生出大量实用技术。路线一旦中断,后人就要花费巨大代价,重新摸索。
第三个关键点,创新不只是看那些取得巨大成功的成果。那些中途停滞、丢失埋没的技术方案,同样是人类宝贵智慧财富。现在很多科研方向,其实就是捡起当年被丢下的技术路线。今天无线充电、压缩空气储能、旱地雨水集蓄生态农业,都可以看到百年之前前人探索影子。
对于普通普通人来说,这些历史故事,也具备现实参考意义。我们日常生活当中,经常会看见各种各样新概念、新技术。看到宣传,不要一味盲目神化,也不要一上来全盘否定。理性看待任何创新,既要看见它蕴藏潜力,也要看清客观存在局限。
科技进步从来不是一条笔直大道,它更像是一片旷野,无数人向着不同方向试探。一部分道路走通,变成我们如今享受现代文明。还有大量道路,走到半路因为各种原因被迫停下。那些半途停下探索,不代表毫无意义。它们留下经验教训,给后来的人点亮参考路标。
人类的进步,不单单来自已经成功的发明创造,同样来自无数没能走完旅程的尝试。历史不会把所有的天才设想,全部都完整留给后世。很多珍贵智慧,就在战火、资金断裂、人员离世当中,慢慢消散。
时代不断向前,科学技术持续迭代。很多当年受限于材料、工艺、资金无法实现构想,放到今天,有机会重新迎来机会。前人没能完成探索,或许,会由后世之人接续完成。
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