论文部分内容阅读
时间回溯到1831年8月29日。这一天,美国科学家法拉第成功将机械力转变为电力。两个月后,他成功制造出了世界上第一台真正意义上的发电机。人类从此由蒸汽时代开始进入电气时代。当时,法拉第的这顶伟大发明并不被人看好。有人问:“这玩意有什么用呢?”他给出了一个绝妙的反问:“新生的婴儿又有什么用处呢?”如今,法拉第的“婴儿”已经长得壮壮实实,并在各个领域施展它的魅力。
100多年以来,人类从来没有停止对发电形式的探索和创新,从最普通的水力发电、火力发电、风力发电,到创意十足的原子能发电、潮汐发电等。当然,不管形式如何变换,发电的基本原理仍然是法拉第的那一套,有必不可少的两样东西:运动着的闭合导体,以及磁铁。说起来,还真有点旧瓶装新酒的味道。则现在,一批“浪漫主义科学家”手里摇晃着的“旧瓶子”,瓶口开始对准我们自己——人类。
人体生物能的開发利用其实已经算不上新鲜事了,但用“人”发电还是给了科学家们充裕的想像空间。人之所以会成为探索新发电形式上的目标,理由其实非常简单。喜欢用数据说话的科学家告诉我们,一个体重为50千克的人,一天(24小时)所消耗的热量的平均值约为2500千卡。这是一个什么样的概念呢?如果将这些热量收集起来,把50千克水从0℃加热到50℃是毫无问题的。可是现在,我们都把这些热量能浪费掉了。一个人的“浪费”可能算不了什么,但全球数十亿人所“挥霍”的热量就很令人心痛了。
人体发电的优点显而易见。首先,同太阳能、风能一样,人体能源很“廉价”,并且还不受气候变化等自然因素的影响,也没有污染。至于“前景”,想想就知道,只要人类不走到末路,这种能源就取之不尽,用之不竭,是座挖不到底的巨大金矿。种种这些,让科学家和普通群众感到兴奋不已。随着这个能源新领域的开发,人类开始步入一个崭新的时代。虽然现在只是初现端倪,但至少让我们知道,人类不仅仅是能源的消耗者, 同时也是一个提供能源的新载体。该如何来定义这个美好的时代呢?有人说,应该叫全民发电的时代。
千万不要以为是痴人说梦,很多人已经将人体发电变成了现实。在美国麻省理工学院,两名研究人员设计了一种地板系统,可以在火车站、舞厅、商场等人流集中的地方收集人们走路、跳舞以及跳跃等运动产生的机械能,并将其转化成电能。他们称这种“发电”形式为“人群电场”。具体的工作原理是:人走路时对地板产生压力,从而挤动与木块相连的摇杆,摇杆再带动中心轴旋转,当地板受到的压力是连续的时,中心轴就会不停地转动发电。据说每个人走一步所产生的电力大约能支持一个60瓦的灯泡闪一下,但是如果收集28527步产生的能量,就足以推动一辆火车移动一秒。
这并非发明爱好者用来哗众取宠的小把戏,是完全可以产生实际效用的。如果这种装置安装在火车站等地方,所发出来的电足以用来照明和驱动电风扇。法国的一家房地产公司就敢为人先地付诸实际了。他们在建造公寓时,在门前走廊上装上能量收集器,当人们进出公寓时可将其人体重力能收集起来,用来为公寓对讲机和密码锁提供电力,还可为路灯夜间照明提供部分用电。在手机已十分普及的今天,很多人都会遇到在路上手机没电了的烦恼。英国发明家已经找到了好办法:将一种微型发电机安装在经过加工的普通鞋底,将人们行走产生的机械能转化为电能,从而为手机充电。
说到偷电,在传统的概念里,就是指对电表或者线路做手脚以达到用电不付钱的目的,不过现在有了“新玩法”。美国一个超级市场就明目张胆地干上了“偷”顾客“电”的事。该市场在出入口处安装了旋转门,并在地下室里“藏”了发条式能量收集发电机以及蓄电池,能过“窃取”顾客的能量来发电。每天有数以万计的顾客会出入该市场,他们推动旋转门的能量被收集了起来,另外,他们还会在旋转门附近的特殊地板上停留1~3秒钟,于是他们的重力能也被一网打尽。这些能量转化来的电力,足以保证市场照明灯和电梯的正常运行。
以上的例子,都有一个共同之处,那就是利用了人的脚步,可以统称为“脚步发电”。实际上,人体发电还有另外的很多形式,比发说已经为很多人所熟知的体温发电。有一种袖珍电池,叫做温差电池,可以将人体的热能(体温)直接转化为电能,用来驱动微型收音机非常合适,当然更可以为电子手表充当“力量源泉”。这种电池,不过是体温发电小试牛刀而已。美国新泽西州的一家电信公司居然为了“吸收”员工的体温而建造了一座别有用心的办公大楼。遍布大楼每个角落的能量收集装置将每个员工散发的热量都收集起来,然后转化为电能,用于照明、电脑办公,甚至调节室内温度。
除了“脚步发电”和“体温发电”这两种实用派发之外,也还有不少带有行为艺术意味的发电形式。血液发电已经被证明是完全可行的,医学专家们的设想是用它来帮助某些特殊的病人驱动心脏起博器。但是,这仅仅只是设想。心跳发电所需要的装置也由英国科学家研制成功,据说用来为手机充电再合适不过了,只要将手机放在心脏附近的口袋就行,问题是,很多人都不愿意手机辐射如此“贴心”地摧残心脏。最夸张的要数美国乔治亚理工大学一位教授的研究成果,他专门为女性设计了一款发电装置,即利用胸部发电。
纵观种种人体发电形式,我们不难发现,基本上比较实用的都需要“群体力量”,即单靠个人的能量难难为作为。然而,科学家还是为我们带来了好消息。英国有位科学家,为了鞭策迷上电视剧的女儿坚持锻炼身体,专门设计了一辆固定的“自行车”。如果女儿想看电视,必须骑在车上不停地蹬踏踏板,驱动发电机,以保证电视机的供电。这不仅仅是用为对付懒人的,对喜欢看电视又喜欢健身的朋友来说,也算是喜讯。人体发电装置在将来走入千家万户,也不是绝对不可能的事情。到时大家见了面或许就会问:嗨,你今天发电了吗?
编辑/梁宇清
100多年以来,人类从来没有停止对发电形式的探索和创新,从最普通的水力发电、火力发电、风力发电,到创意十足的原子能发电、潮汐发电等。当然,不管形式如何变换,发电的基本原理仍然是法拉第的那一套,有必不可少的两样东西:运动着的闭合导体,以及磁铁。说起来,还真有点旧瓶装新酒的味道。则现在,一批“浪漫主义科学家”手里摇晃着的“旧瓶子”,瓶口开始对准我们自己——人类。
人体生物能的開发利用其实已经算不上新鲜事了,但用“人”发电还是给了科学家们充裕的想像空间。人之所以会成为探索新发电形式上的目标,理由其实非常简单。喜欢用数据说话的科学家告诉我们,一个体重为50千克的人,一天(24小时)所消耗的热量的平均值约为2500千卡。这是一个什么样的概念呢?如果将这些热量收集起来,把50千克水从0℃加热到50℃是毫无问题的。可是现在,我们都把这些热量能浪费掉了。一个人的“浪费”可能算不了什么,但全球数十亿人所“挥霍”的热量就很令人心痛了。
人体发电的优点显而易见。首先,同太阳能、风能一样,人体能源很“廉价”,并且还不受气候变化等自然因素的影响,也没有污染。至于“前景”,想想就知道,只要人类不走到末路,这种能源就取之不尽,用之不竭,是座挖不到底的巨大金矿。种种这些,让科学家和普通群众感到兴奋不已。随着这个能源新领域的开发,人类开始步入一个崭新的时代。虽然现在只是初现端倪,但至少让我们知道,人类不仅仅是能源的消耗者, 同时也是一个提供能源的新载体。该如何来定义这个美好的时代呢?有人说,应该叫全民发电的时代。
千万不要以为是痴人说梦,很多人已经将人体发电变成了现实。在美国麻省理工学院,两名研究人员设计了一种地板系统,可以在火车站、舞厅、商场等人流集中的地方收集人们走路、跳舞以及跳跃等运动产生的机械能,并将其转化成电能。他们称这种“发电”形式为“人群电场”。具体的工作原理是:人走路时对地板产生压力,从而挤动与木块相连的摇杆,摇杆再带动中心轴旋转,当地板受到的压力是连续的时,中心轴就会不停地转动发电。据说每个人走一步所产生的电力大约能支持一个60瓦的灯泡闪一下,但是如果收集28527步产生的能量,就足以推动一辆火车移动一秒。
这并非发明爱好者用来哗众取宠的小把戏,是完全可以产生实际效用的。如果这种装置安装在火车站等地方,所发出来的电足以用来照明和驱动电风扇。法国的一家房地产公司就敢为人先地付诸实际了。他们在建造公寓时,在门前走廊上装上能量收集器,当人们进出公寓时可将其人体重力能收集起来,用来为公寓对讲机和密码锁提供电力,还可为路灯夜间照明提供部分用电。在手机已十分普及的今天,很多人都会遇到在路上手机没电了的烦恼。英国发明家已经找到了好办法:将一种微型发电机安装在经过加工的普通鞋底,将人们行走产生的机械能转化为电能,从而为手机充电。
说到偷电,在传统的概念里,就是指对电表或者线路做手脚以达到用电不付钱的目的,不过现在有了“新玩法”。美国一个超级市场就明目张胆地干上了“偷”顾客“电”的事。该市场在出入口处安装了旋转门,并在地下室里“藏”了发条式能量收集发电机以及蓄电池,能过“窃取”顾客的能量来发电。每天有数以万计的顾客会出入该市场,他们推动旋转门的能量被收集了起来,另外,他们还会在旋转门附近的特殊地板上停留1~3秒钟,于是他们的重力能也被一网打尽。这些能量转化来的电力,足以保证市场照明灯和电梯的正常运行。
以上的例子,都有一个共同之处,那就是利用了人的脚步,可以统称为“脚步发电”。实际上,人体发电还有另外的很多形式,比发说已经为很多人所熟知的体温发电。有一种袖珍电池,叫做温差电池,可以将人体的热能(体温)直接转化为电能,用来驱动微型收音机非常合适,当然更可以为电子手表充当“力量源泉”。这种电池,不过是体温发电小试牛刀而已。美国新泽西州的一家电信公司居然为了“吸收”员工的体温而建造了一座别有用心的办公大楼。遍布大楼每个角落的能量收集装置将每个员工散发的热量都收集起来,然后转化为电能,用于照明、电脑办公,甚至调节室内温度。
除了“脚步发电”和“体温发电”这两种实用派发之外,也还有不少带有行为艺术意味的发电形式。血液发电已经被证明是完全可行的,医学专家们的设想是用它来帮助某些特殊的病人驱动心脏起博器。但是,这仅仅只是设想。心跳发电所需要的装置也由英国科学家研制成功,据说用来为手机充电再合适不过了,只要将手机放在心脏附近的口袋就行,问题是,很多人都不愿意手机辐射如此“贴心”地摧残心脏。最夸张的要数美国乔治亚理工大学一位教授的研究成果,他专门为女性设计了一款发电装置,即利用胸部发电。
纵观种种人体发电形式,我们不难发现,基本上比较实用的都需要“群体力量”,即单靠个人的能量难难为作为。然而,科学家还是为我们带来了好消息。英国有位科学家,为了鞭策迷上电视剧的女儿坚持锻炼身体,专门设计了一辆固定的“自行车”。如果女儿想看电视,必须骑在车上不停地蹬踏踏板,驱动发电机,以保证电视机的供电。这不仅仅是用为对付懒人的,对喜欢看电视又喜欢健身的朋友来说,也算是喜讯。人体发电装置在将来走入千家万户,也不是绝对不可能的事情。到时大家见了面或许就会问:嗨,你今天发电了吗?
编辑/梁宇清