世博会专栏

能源革命转动地球
人类经历工业文明的步伐是骄傲的、无所畏惧的，蒸汽机和电赋予人类超越肌肉的能力。

曾几何时，当我们需要木材，就将木材踏在脚下；当我们需要矿产能源，就用机器将岩石切开；当我们的化工厂和造纸厂日夜忙碌时，昔日清澈的河流已是污浊不堪。

如果我们愿意，还可以让山峦消失，让溪流改变方向。

我们为自己无所不能的征服力量而自豪。

历史终究翻过了这一页，工业文明进程留给人类的是一个满目疮痍的地球，环境与能源危机悄悄潜伏在我们的周围。

人类对能源利用的理念与技术革新，在世博会上都能找到踪影。

第一届世博会上蒸汽机的展出引发了巨大轰动，也同时将人类带入现代社会；
随后电力生产系统出现，发动机在世博会上展出，人类开始进入电力时代，但是动力能源仍旧是传统燃料；
原子能革命将人类的生产能力和速度一步步提上新的台阶。

1958年，布鲁塞尔世博会标志性建筑原子球塔表明人类迈入了原子时代，表现了人类对金属和钢铁工业的尊崇和对原子能和平利用的期望；
20世纪70年代起，世博会的展示开始触及人类与自然和谐发展的主题，太阳能、风能、生物能等清洁新能源利用技术逐渐成为世博会的环保主题。

2010年，世博会的历史指针指向上海，它让新能源产业提前走到人们身边：世界规模最大的新能源汽车集中使用，亚洲最大的太阳能一体化建筑、半导体照明首次在城市街区集中应用。

这些都意味着，世博会将成为连接新能源实验室与全球市场的一架桥梁。

世博会见证了人类对于大自然强大的征服能力，也见证了人类对于自身同自然关系从对立到和谐统一发展的思维转变过程。

（宗和）
蒸汽时代煤炭助燃工业革命
瓦特
瓦特发明的蒸汽机
1876年费城世博会上展出的蒸汽机
1986年的摩纳哥报纸头版头条撰文，题为《明晚，中国让火药发言！》煤炭、石油、天然气被称为“化石燃料”，因为它们是由古生物遗骸在数百万年前的地质活动中形成的，也是人类千百年来一直使用的传统能源。

1851年伦敦世博会展出了瓦特改良的蒸汽机，仍然以原始能源为燃料，但是动力的巨大变革极大地改变了人类工业生产的速度和能力，工业革命由此开始，蒸汽机将人类带入现代社会。

而人类工业革命的代价，是大肆挥霍大自然积攒的这些“阳光罐头”，直到晚近才发现地球的“不可再生资源”将在百年之后“坐吃山空”。

世博时间表
1851
伦敦世博会
展示了蒸汽机。

1853
纽约世博会
介绍了中国的制炭技术和炭窑。

1876
费城世博会
展示了柯林斯大型蒸汽机。

1933
芝加哥世博会
演示了石油开采和提炼的整个工艺。

时代背景
进入18世纪后，欧洲工业革命的浪潮以不可阻挡的势头迅速推进。

改进工具，提高生产效率，成为一股强大的动力，推动着人们去发明、去创造，一场生产手段的革命由此展开。

19世纪的世博会以极大的热情歌颂了工业革命的伟大成果。

世博人物榜
■詹姆斯·瓦特
瓦特的父亲是一名造船工匠。

瓦特生来体弱，特别是有一个爱头痛的毛病，而且这个毛病伴随了他一生。

他的功课也不是很好，他被怀疑是一个脑子迟钝的孩子。

中学毕业后瓦特来到伦敦，经历了一年的艰苦学徒生涯，学会了使用工具和制造器械的手艺。

1763年，瓦特修理了安装在教研室里的纽可门发动机模型，并在此得到灵感改良了蒸汽机。

引发改变
第一届世博会在英国伦敦举办，就是由于英国的工业文明有了一个巨大的历史性突破，我们称之为“动力革命的突破”。

这一届世博会开的先河就是一个国家的工业化发展和现代化道路，可以由世博会来予以巨大推进。

煤炭与中国
中国制炭技术扬名海外
1853年纽约世博会的当年，美国协会的年展照例在纽约进行。

在这一年的新技术展示中，一位在北京生活多年的俄国人详细介绍了中国的制炭技术和炭窑，当时其他国家的木炭制备率在25%左右，而中国的炭窑使木炭制备率达到35%以上，这是非常引人注目的。

到了1878年，法国巴黎世界博览会上，透过美国人的视角人们得知：中国有丰富的煤炭和钢铁储量。

中国的铁矿业刚刚起步，但只用最原始的熔炼方法。

中国的采煤业相对进步些，但也绝少使用先进的采煤设备。

中国的钢铁产量无法估算，应该是自给自足，因为中国很少进口钢铁。

本届世博会中国展出了优质的锻造钢铁样本，品质与瑞典的产品相当，其他铁质展品还有犁、镰刀、剪刀等，反映出中国当时还不具备专业的钢铁制造能力。

爆竹饱含中国民间传统文化的特征，至今已有上千年历史。

爆竹究竟在什么时候被发明的？至今仍然是个未解之谜。

民国时期出版的《中国实业年志》有个说法：“湘省爆竹之制造，始于唐代，发达于宋末，而发源于浏阳也。

”据此，盛产烟花鞭炮的浏阳人认为，同乡李畋最早发明了爆竹。

清朝末叶，中国的烟花、鞭炮就走出了国门，出口亚洲乃至欧美国家。

1933年，浏阳的烟花、鞭炮参展美国芝加哥世博会并获奖，这进一步扩大了中国鞭炮烟花在海外的影响。

历经战争动乱，至20世纪中期时，曾经辉煌一时的浏阳花炮，其生产工艺已远远落后于时代了。

浏阳花炮再次走出国门，是上个世纪80年代以后的事情了。

1986年，在摩纳哥赛场，中国队以独具特色的设计、高难度的造型，凭绝对优势取得第21届世界焰火比赛第一名。

当地知名的《尼斯日报》为此专门在头版头条撰文，标题就是《明晚，中国让火药发言！》。

从此以后，中国的烟花、鞭炮再次扬名世界。

据《东方早报》报道
蒸汽
机
瓦特：小工匠的大发明
1851年伦敦世博会，最让人们惊诧的就是瓦特改良的蒸汽机。

1790年，性能优越的瓦特蒸汽机完全取代了老式的纽可门发动机，瓦特开始被看作是蒸汽机的发明人。

1763年，当了机修工的瓦特在维修一台纽可门蒸汽机时，萌发了改进和设计蒸汽机的念头。

在一个晴朗的星期天下午，瓦特准备出去散步。

当他通过夏罗特大街下坡处的那道门，进入高尔夫球场时，正路过破旧的洗衣房旁边，他边走边想着蒸汽机的问题。

原来，在纽可门的蒸汽机中，蒸汽室被冷却下来是为了冷凝蒸汽以便形成真空，此后，又需要再次充满蒸汽。

但是，因为它已经冷却了，就需用大量蒸汽使它加热，而这些蒸汽是白白浪费掉了。

在每一个循环中，需要大量燃料来加热冷水。

而蒸汽是一种有弹性的物体，它不是会冲进真空里去吗？如果在那里把汽缸和排汽的容器连接起来，那么蒸汽就会冲进容器，从而不用冷却汽缸就会使蒸汽冷凝。

瓦特设计了一个能将蒸汽引入第二室（即冷凝室），使冷凝室能持续保持冷却，而第一室（即汽缸）则持续保热的方法。

1769年，瓦特制造出了一台比纽可门发动机效率高得多的蒸汽
机（样机）。

1876年5月10日下午，美国费城世博会上展示了“柯林斯”蒸汽机，这台机器的质量达到600吨，功率达到12000千瓦。

如果说瓦特的蒸汽机拉开了第一次工业革命的帷幕，那这台蒸汽机输出的源源电力，就应成为第二次工业革命的重要标记。

（宗合）
炼钢
法
贝西默：勤快人总是有回报
1862年伦敦世博会展出了“贝西默炼钢法”，这是炼钢史上具有划时代意义的发明，锅炉、桥梁、炮筒等依赖钢结构的产业和领域也得到了大幅度提升。

一天下午，贝西默在操作一座反射炉，因燃料（焦炭）供不上造成生铁没能充分熔化，操作失败，他很扫兴，坐在地上嘴里不停地嘟囔着，本想就此结束一天的工作。

但是，他想，与其坐等一炉生铁报废，倒不如把炉壁吹干净，第二天不就省事了。

于是他就开动吹风机，向炉内吹入空气，这时意想不到的情况发生了：尚未充分熔化、热得发红的生铁被空气一吹，犹如火上加油，变得越来越明亮、通红，最后原来凝固的生铁开始熔化，铁水越来越多，随着不断吹入空气，最后整炉生铁全都熔化了。

这是多么不可思议的事情：不加燃料竟然把整炉生铁全都熔化了，于是他将熔化的铁水浇铸了。

第二天一早，贝西默想将前一天浇铸的铸件砸碎，重新熔炼，他用锤子敲打一下，“吭，吭”，多么动听的声音，真有点不敢相信自己的耳朵，又反复敲了几次，依然是“吭，吭”深沉的声音，这不是钢的声音吗？贝西默目瞪口呆。

紧接着他又欣喜若狂地重复做了几次实验，结果都一样。

这就是贝西默炼钢法，简单易行。

从此这种低耗、高效的炼钢法照亮了工业发展的大地，钢产量不断翻番，这对于促进世界的工业革命起了不可磨灭的作用。

（宗合）
含铅汽油
增强抗爆性但对人体有害
1933年芝加哥世博会展示了含铅汽油。

底特律三巨头展览的汽车能有出色表现，得益于“含铅汽油”的发明。

长期困扰汽车工业的一大难题，是汽油在汽缸中燃烧速度大于正常值会发生“爆震”，使引擎温度剧增而输出功率骤降。

工程界用抗爆性能最好的异辛烷和最差的正庚烷作为标准燃料，对照测量出汽油相应的“辛烷值”。

1921年12月，通用汽车公司工程师米奇利发现在汽油中添加四乙基铅能够大大提高“辛烷值”，增强“抗爆性”。

到了1924年含铅汽油已经成为市场的主流。

然而铅及其化合物有剧烈的毒性，人体会误将铅当做钙、铁、锌等金属加以吸收利用，造成神经、消化、造血功能严重损伤并在骨骼中永久沉淀。

杜邦公司和标准石油公司开始生产含铅汽油时便发生多起死亡事故。

待到千百万辆汽车向大气“放毒”，便威胁到人的每一次呼吸了。

美国地质化学家帕特森用放射性元素测定地球年龄时，意外发现铀衰变物铅的数据存在很大误差。

取样于格陵兰岛的冰块同样显示了明显的“铅污染”。

1965年帕特森发表文章《铅对人类的影响》，首次引起公众关注。

1970年美国科学家兰德里根检测出众多儿童血液中含铅并因此降低智力。

美国政府终于在1986年颁布了禁止含铅汽油的法规。

（赵致珍）
电气时代从黑夜中解放人类
格拉姆发明的电动机
爱迪生和他发明的白炽灯泡
1880年，爱迪生开设第一个商业灯工厂。

通用电气公司合并初期，车间内测试新生产灯泡的情景。

在前人的基础上，格拉姆和爱迪生改良、发明了电动机和电灯、发电系统，将人类带入了电气时代。

1893年美国芝加哥哥伦布纪念博览会，爱迪生发明的氮气电灯把整个展览馆照亮。

1915年10月21日，巴拿马太平洋世博会设置了“爱迪生日”，为纪念其发明电灯36周年，并将人类从黑夜中解放出来。

这些发明都在世博会上大放光彩，并由此引起投资者的注意，进入大批
量生产，带动了整个时代的进步。

世博时间表
1867
巴黎世博会
展示了世界上首台电磁感应发电机。

1873
维也纳世博会
格拉姆展示了他的直流电动机。

1878
巴黎世博会
爱迪生展出了用钨丝制作的白炽灯泡。

1915
巴拿马世博会
专设了“爱迪生日”。

时代背景
蒸汽机的发明将人类带入现代社会，但蒸汽动力逐渐无法满足蓬勃发展的工业生产的需要。

同蒸汽机的发明一样，科学家对电的不懈研究逐渐为工业生产提供了新的动力系统。

1831年，法拉第经过7年反复试验，发现电磁感应现象，为制造发电机提供了基本原理。

世博人物榜
■格拉姆
1826年4月4日生于比利时一个公务员家庭里。

他在学校里的成绩实在欠佳。

平心而论，应该说他一辈子始终是个大老粗。

不过，他的双手非常灵巧。

1867年，他制成了一台改进型的交流发电机；1869年，他又搞出了一台
直流发电机。

电力工业就建立在格拉姆的这两台发电机上。

引发改变
发电机的发明，直接促进了实用电动机的问世，更预示着一个崭新的电气化时代取代了蒸汽机时代，由此引发了第二次科技革命。

1870年前后，由电产生的各种新技术、新发明层出不穷，并被迅速应用于工业生产，促进了经济的发展。

电灯与中国
中国第一盏电灯出现在光绪五年
2009年7月26日，上海世博会国家电网馆实现钢结构封顶，整个展馆初具雏形。

同日国家电网馆宣布2010年7月26日为企业馆日，以纪念100多年前中国亮起第一盏电灯。

中国的第一盏电灯出现在清光绪五年四月初八(1879年5月28日)，当时上海公共租界工部局电气工程师毕晓浦在乍浦路一幢仓库里，以10马力(7.46千瓦)蒸汽机为动力，带动自激式直流发电机发电，点燃碳极弧光灯，全国第一盏电灯问世。

光绪八年（1882年），英国人立德尔(R. W. Little)招股成立上海电气公司(亦称上海电光公司)，在大马路31号A(今南京东路190号)创办上海第一座发电厂。

同时，在电厂的转角围墙内竖起第一盏弧光灯杆，并沿外滩到虹口招商局码头立杆架线，串接15盏灯。

清光绪八年六月十二（1882年7
月26日）晚7时，电厂开始供电，夜幕下，弧光灯一齐发光，炫人眼目，吸引成百上千的人聚集围观。

第二天，上海中外报纸都作了电灯发光的报道。

这家电厂，在全国是第一家，比全球率先使用弧光灯的法国巴黎火车站电厂晚7年，比日本东京电灯公司早5年，标志着中国电力工业从上海起步。

早期的电灯用户，大都是洋行、医院、机关等大楼。

1951年，上海市人民政府在建设道路、供给自来水的同时，提供居民照明用电，首先以康家桥和金家巷地区的简屋棚户作为试点。

同年6月27日接通康家桥50户60盏灯，金家巷400余户472盏灯。

据《东方早报》、《世博与科技》报道
电动机
一个错误拉开电气时代序幕
在1873年维也纳世博会上，众多的展品主要是反映强国的工业制成品和新近的发明。

不过最有意思的，是在参展世博会中不经意间所引起的发明。

格拉姆送展的是环状电枢自激直流发电机。

在布展中，他偶然接错了线，即把别的发电机发的电，接在自己发电机的电流输出端。

这时，他惊奇地发现，第一台发电机发出的电流进入第二台发电机电枢线圈里，使得这台发电机迅速转动起来，发电机变成了电动机。

在场的工程师、发明家们欣喜若狂，多年来追寻的廉价电能发现却是如此简单而又令人难以置信，它意味着人类使用伏打电池的瓶颈终于突破。

这批工程师们在欣喜之余，立即设计了一个新的表演区，即用一个小型的人工瀑布来驱动水力发电机，发电机的电流带动一个新近发明的电动机运转，电动机又带动水泵来喷射水柱泉水。

看得观众兴奋不已。

这一事件，直接促进了实用电动机(马达)的问世。

更预示着一个崭新的电气化时代取代蒸汽机时代拉开了序幕。

之后，这种格拉姆型电动机大量制造出来，效率也不断提高。

与此同时，德国的西门子制造了更好的发电机。

1879年，在柏林工业展览会上，西门子公司不冒烟的电车赢得观众的一片喝彩。

西门子电机车当时只有3马力，后来美国发明大王爱迪生试验的电机车已达12~15马力。

但当时的电动机全是直流电机，只限于驱动电车。

（史博）
氮气电灯
照亮整个世博会展馆
19世纪初，人们开始使用煤气灯(瓦斯灯)，但是煤气靠管道供给，一旦漏气或堵塞，非常容易出事，爱迪生为自己制定了一个不可能的任务。

爱迪生和梦罗园的伙伴们，不眠不休地做了1600多次耐热材料和600多种植物纤维的实验，才制造出第一个炭化的竹丝灯泡，可以一次燃烧45个钟头。

后来他更在此基础上不断改良制造的方法，终于推出可以点燃1200小时的竹丝灯泡。

19世纪80年代中期，爱迪生的电灯事业获得了成功。

1878年巴黎世博会，爱迪生展示了用钨丝制作的白炽灯。

随后，他孜孜不倦地对电灯进行改良，延长其使用寿命，并发明了配套的供电设备；在美国，他还有意识地通过办展览、邀请媒体记者参观等举措来宣传电灯日益改进的性能。

1880年，爱迪生获得了电灯发明专利权。

《纽约时报》将他称为“普降光明的人”。

1893年美国芝加哥哥伦布纪念博览会，爱迪生发明的氮气电灯把整个展览馆照亮。

1915年10月21日，巴拿马太平洋世博会设置了“爱迪生日”，为纪
念其发明电灯36周年，并将人类从黑夜中解放出来。

世博会为庆祝这一节日，举办了一次盛大宴会，它的奇特之处在于所有的食品都是用电加工出来的。

爱迪生亲自出席了“爱迪生日”，并指着一根备用蜡烛说：“我曾说过，当电灯普及以后，只有奢侈者才用蜡烛。

”摘自《世博与科技》
白炽电灯
爱迪生：我没拿星星做实验
人们编造了很多关于爱迪生的故事。

有不少人相信，夜空里的星星是爱迪生挂在天空的一盏电灯。

爱迪生最后请报纸刊登他的声明，说明他没有拿星星做实验。

1881年巴黎电力博览会，爱迪生展出经过改良的电灯和供电发电机，后者重27吨，可供1200只电灯照明，为当时世界最大，这震动了整个欧洲。

来自世界各地的成群参观者，对展馆中的一个工作灯塔赞叹不已，即使是见多识广的人也被这神秘的电迷住了——和蒸汽机不同，它的动力是看不见摸不着的。

一个法国人这样写道：“我们还没习惯一个机器靠不是显而易见的物体带动。

”
从1879年除夕开始，爱迪生在门罗公园试验工厂用这种神奇的新光源照明，人们成群结队地前往门罗公园参观。

在1879年最后一个寒冷、大雪纷飞的晚上，参观者从四面八方赶来，3000人挤满了只能容纳30人的实验室。

爱迪生让工作人员从实验厂房到车站一路上都装上电灯，等第一班火车进站后，爱迪生开动机器，40个白炽灯泡全部点亮。

电灯像金色的花朵闪闪发光，把雪地照得通明。

从火车上下来的人，一个个看得目瞪口呆。

研究所庭院内发光的数百盏电灯使人们屏住了呼吸，使他们难忘的不仅是这些灯本身，更多的是这些灯竟能随时开关。

人们忘了寒冷，到深夜12点还不想回去，到处听到有人高喊：“爱迪生万岁，爱迪生万岁！”摘自《世博与科技》
【通讯革命】
1933年
□地点：芝加哥/美国
□会期：1933.5.27-1933.11.12
□主题：进步的世纪
□参展国家：21个
□参观人数：2200万
□突出展品：工作中的炼油厂、电控拖拉机、牙膏装管线、面包生产线统统被搬到现场
□历史回眸：经济大萧条的时代背景往往是芝加哥世博会受后人关注的原因之一。

主办方发起“博览会会员招募”活动，这种方式为其增添了六十多万英镑的建设资金。

1937年
□地点：巴黎/法国
□会期：1937.5.25-1937.11.25
□主题：现代生活的艺术和技巧
□参展国家：44个
□参观人数：3100万
□突出展品：《封信的妇女》等名作
□历史回眸：主题展馆是科学发现展馆，它包含若干个小展馆，其中的历史发明馆中陈列着许许多多的“第一”，如世界上最老的蒸汽机、世界上第一批电视机、第一个展示血液流动情况的玻璃人体模型。

1939年
□地点：纽约/美国
□会期：1939.4.30-1939.10.31
□主题：建设明天的世界
□参观人数：1700万
□突出展品：磁带录音机、电视机、电视摄像机、尼龙、塑料制品等
□历史回眸：纽约人拿出了“愚公移山”、“精卫填海”的精神,山群被移走,用碱灰填满了大沼泽,人们将成千上万吨的泥土倾倒其上并涂匀,将沼
泽和垃圾场改建成了空旷平整的世博会举办场地。

1949年
□地点：太子港/海地
□会期：1949.12.8-1950.6.8
□主题：太子港建立200周年
□参观人数：25万
□突出展品：红木手工艺品、刺绣、陶器、银器、农产品等
□特色建筑：在花园中心耸立了一座称之为“超级电动音乐——发光”的雕塑喷水池，十分壮观，其特殊效果超过了纽约世博会的喷水池。

许多参观者认为，把水洼地改造成如此漂亮的场地，实在令人钦佩。

【通讯革命】
1958年
□地点：布鲁塞尔/比利时
□会期：1958.7.6-1958.9.29
□主题：世界人口文化
□参展国家：42个
□参观人数：4100万
□特色建筑：本届世博会中影响最大的莫过于标志性建筑——原子球。

这座建筑物由9个直径18米的铝制大圆球组成，每个圆球代表一个原子。

圆球与连接圆球的钢管构成一个正方体图案。

这个正方体相当于放大了1650亿倍的α铁的正方体晶体结构。

1962年
□地点：西雅图/美国
□会期：1962.4.21-1962.10.21
□主题：宇宙时代的人类
□参观人数：960万
□突出展品：首次展出了航天器
□特色建筑：太空针塔
□历史回眸：西雅图世博会的第一位游客是芝加哥音乐家卡特。

他没有选择从世博会的西部入口进入，当时西部入口的钥匙不慎丢失，在22分钟后才向游客打开。

1967年
□地点：蒙特利尔/加拿大
□会期：1967.4.28-1967.10.27
□主题：人类与世界
□参展国家：62个
□参观人数：5000万
□历史回眸：众多明星光临世博园区为参观者演出，如男高音歌唱家帕瓦罗蒂、电影明星劳伦斯·奥利维尔和玛莲·德烈奇、红极一时的流行歌手马里斯·西瓦勒。

明星的光环使成千上万的“追星族”如痴如醉，也为世博会增添了永久的记忆。

1968年
□地点：圣安东尼奥/美国
□会期：1968.4.6-1968.10.6
□主题：美国社会文明融合
□参展国：23个
□参观人数：640万
□特色建筑：美国塔象征着多种文化的融合。

□历史回眸：1968年4月4日，大部分美国人都为马丁·路德·金被暗杀而悲伤，世博会上美国降半旗对马丁·路德·金表示哀悼。

原子能真实阐释“战争与和平”
原子弹爆炸后形成的蘑菇云
由美国AP1000核反应堆组成的核电站
布鲁塞尔地标性建筑原子球
游客在原子球前。

人类文明的现代化从工业革命开始，而工业的时代化变革每次都是以能源动力的更新换代为基础。

蒸汽机的发明把人类带入现代社会，随后电力的出现，能源自动化发展，原子能革命将人类的生产能量和速度一步步提上新的台阶。

而在新世纪，人们逐渐关注到环境和人类生存必须和谐发展，以减少污染、节省能源、新的能源使用方式的环保革命也将人类社会的生产能力带入一个新的时代。

回顾历届世博会，能源从来都占有举足轻重的地位。

世博时间表
1942
美国芝加哥大学成功启动了世界上第一座核反应堆。

1957。