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人类可以没有航天飞机,但不能没有空调

作者:正解局 2024/08/05 12:56

后天,就立秋了。

但这段时间的天气,只能用一个字来形容:

热!热!热!

尤其是江南水乡,“包邮区”变成了“保熟区”。

不用掐指算,这三伏天里,各位有半条命都是空调给的。

吹着空调,唱着歌,恐怕很多人都会同意:

人类可以没有航天飞机,但不能没有空调。

而实际上,空调也完全算得上是现代社会的重要基石。

其实,在欧洲,空调普及率并不是非常高。

人家欧洲毕竟纬度偏高,海洋性气候通常很凉爽,遇到天热,忍两天放个暑假也就过去了。

但中美两个大国将近90%的家庭都安装了空调。

这里就要感恩下现代空调的发明人,美国工程师威利斯·开利(Willis Carrier)。

威利斯·开利和他发明的离心式制冷机组

1902年,他在纽约布鲁克林的萨克特-威廉平版印刷出版公司安装了他的第一套空调系统。不是为了夏天更舒适,而是为了控制了温度和湿度,解决印刷厂纸张尺寸和墨水对齐的问题。

实际上,利益是现代绝大部分科技创新的驱动力。

挣钱永远比舒服更重要。

开利的贡献还在于,他创制的焓湿图公式(用以计算空气湿度、干湿温度、压力等参数关系的图表)到现在写在许多大学教材里。

他持续改良的蒸汽压缩蒸发制冷的工程原理,直到现在还是制冷和空调行业的主流技术形式——也就是你在任何一台家用空调里都能看见的压缩机、蒸发器、冷凝器和节流膨胀阀四大核心部件。

空调四大件运行原理

后来,开利和另外六名员工成立了美国开利空调公司,该公司在2020年有53000名全球员工,估值186亿美元。

所以,也是他开辟了空调作为一个产品、一个产业的可能性,从美国逐步向全球推广开来。

100多年来,空调或者说更广泛的制冷技术,不仅自身形成了庞大的产业链,几乎人类经济所有的行业,都在制冷的加持下改造了一遍,完全不亚于电力给人类带来的影响。

妥妥的20世纪黑科技。

如今生活中的空调因为太寻常了,常常让我们无视它。

它最重大的意义,就是让人类终于有能力主动控制了环境的温湿度,相当于能够“制造天气”。

首先,就是空调消灭了室内公共场所的经营淡季,让密集商业成为可能。

空调诞生时很贵重,当时它并不能服务于普通民众的夏季享受,而是率先满足生产工艺和商业需求。

1922年,离心制冷技术(应用离心式压缩机,能提供更大容量、更高效率)的发明是一个里程碑式的事件,将现代空调从工厂车间引入电影院、办公楼、音乐厅和百货公司,让普通大众首次尝到了凉爽、干净和舒适的“人造天气”。

1924年,底特律最大的百货公司J.L. Hudson Company安装了三台195冷吨(每台约686kW制冷量,三台至少可供1万平米制冷)的离心式冷水机组,从此“再没有人在商店里热晕过去了”。

“在空调出现之前,真的没有任何享受夏季电影或其他类型的室内夏季活动的余地——空调完全改变了这一点。”史密森尼美国国家历史博物馆(Smithsonian's National Museum of American History)工程和制造馆长阿比尔·萨哈(Abeer Saha)说。

开利将该装置正式归类为舒适空调,西雅图、波士顿、辛辛那提、达拉斯和纽约市的其他成熟零售商很快紧随其后。

另外,现代医疗系统延长了人类寿命,没有空调这些根本不可能实现。

比如,我国《手术室护理实践指南》中建议将手术室的温度保持在21-25℃,许多发达国家的手术室内温度都设定在16-20℃之间,这都需要精密的空调控制来实现。

洁净空调送出的较低的温度,一方面是为了抑制细菌繁殖,减少切口感染;另一方面是使手术医生保持头脑清醒,同时可以减少术者出汗,避免汗水滴落污染手术。

更进一步,如果医院没有冷藏冷冻技术,医疗系统中的很多药品、标本、活体组织到了夏天也恐怕只能作为医疗废物处理了。

还有,空调冷藏技术对食品行业的发展也居功至伟。

空调发明不久,美国的铁路公司就开始使用制冷技术来保存棚车运输的食物。

冷藏设备的推广,让食材的处理、储存和长距离运输成为可能,肉类和奶制品开始走到200公里外的商店,传统的腌制食品越来越少,普通人也不用顿顿吃罐头,水果蔬菜越来越新鲜。

食品进入跨区跨洲的大市场,商品价格更低,穷人解决温饱就不再是问题。

1890年代后,美国的乳制品消费量每年增加1.7%,总蛋白质摄入量每年增加1.25%。

中国也是从这样的阶段走过来的。

如今你在长春吃到的荔枝,可以和在广州树上刚摘下来时一模一样。

国家储备粮是我们的粮食生命线,现在也在很多地区陆续推行空调控温储粮技术。

以湖北省为例,去年就实现了储备粮准低温储存全覆盖,两年内将全部住上“空调房”,让仓内粮食温度控制在20℃以下。

但最最重要的,是空调技术改变了人类的定居模式和范围。

在前工业社会,城市的高楼林立根本不可能实现,因为夏季待在里面实在太热了。

为了抵御炎热,传统建筑可能需要尽可能大的表面积、尽可能多的窗户、风井,或者尽可能大的中庭,方便提供通风空间。

因此许多大型建筑被设计成T形或U形,几乎所有房间都要有外窗。

法国的凡尔赛宫是这样,曼哈顿早期的摩天大楼也是如此,但高层的温度依然“令人窒息”和“无法忍受”。

位于美国曼哈顿的柏路大楼Park Row Building及其典型平面图,高119.2米,1899年建成

电梯和空调的引入带来了难以置信的结果,越是夏天越要待在室内。

人类开始向立体空间发展,大楼越来越高,面积越来越大,人员越来越密集,城市越来越拥挤,商业的可能性越来越丰富。

二战后美国过剩的农业人口则成群结队进入城市,进入高楼大厦。

得益于发达的公路系统和冷链物流,美国农业产业带越来越集中,密苏里州和田纳西州大规模生产草莓,密西西比州成为番茄产业的中心,集约化的大农业反过来又能够养活更多的人口。

百万人口、千万人口的超级都市越来越多,地理的纬度也不再是障碍,甚至热带很多沿海城市因为宜人的风景和优良的海港,反而产生了特殊的优势,吸引人们去定居发展。

图片来源:布鲁金斯学会(Brookings)

自2010年美国人口普查(美国第23次人口普查)以来,美国人口增加(多数是国内移民)最多的两个州是德克萨斯州和佛罗里达州,增加了大约673.7万人,这甚至影响了选举政治的版图,让这两个州在联邦众议院里多了3个席位。

人们往南方去,当然有追求较多工作机会、较低住房成本、较低的州税收和更好的生活水平等方方面面原因,但南方的气候潮湿闷热,正是有了空调这样的基础设施,才有高楼大厦,才能容纳这么多的人口。

换句话说,如果没有空调,两条回归线之间的地带(也就是热带地区,南北纬23°26′之间),根本不可能生长出发达的城市,如今却有新加坡、香港、三亚、雅加达、迈阿密等等。

2003年8月初的欧洲热浪见证了当地自1540年以来最热的夏天。

据估计,全欧洲因此死亡人数总共超过70000人。

当时,受打击最严重的就是法国,当时法国欧塞尔连续八天气温超过40°C(104°F)。

由于西欧夏季通常很温和,大多数人不知道如何应对高温天气。

很多国家出现健康危机,加上干旱,南欧部分地区出现农作物短缺。

法国大约有15000人死亡,其中80%的受害者超过75岁,作为回应,法国政府要求所有养老院在热浪期间每层至少有一个25°C(77°F)的空调房。

2003年8月初欧洲热浪温度异常度

据《纽约时报》2024年报道,目前只有9%的印度人拥有空调。

今年5月底,在印度多个地方的气温升到50℃,突破了地球生命的极限,以至于当地的蚊子都变安静了。

《柳叶刀》的一项研究称,对比2000-2004年,2017-2021年间印度因极端高温导致的死亡人数增加了55%。

2010-2021年印度热浪造成的死亡人数

如果说热死人还只是一时悲剧的话,那么在几个世纪前,还形成一种观念:

气候决定论。

其中,最有名的要数孟德斯鸠。

他就说过,“气候的权力强于一切权力。

酷热有害于力量和勇气,寒冷赋予人类头脑和身体某种力量,使人们能够从事持久的、艰巨、伟大而勇敢的行动。

所以,“热带民族的懦弱往往使他们陷入奴隶地位,而寒带民族的强悍使他们保持自由的地位。所有这些都是自然原因造成的。”

当然,也不能说这个观点完全没有道理。

IMF(国际货币基金组织)早在1973年6月,就有篇报告分析过,相比温带气候,热带地区在人类文明演进中要吃很多亏,大致视角有以下几个:

首先,热带环境实在考验生存能力。

一年到头的湿热高温,让疟疾和寄生虫感染这些热带疾病,在前现代社会很难被有效克服。

即使到现在,热带欠发达国家里,疟疾、黄热病还有其他热带病都是无法忽视的社会负担。

当然,天热也更容易让人昏昏欲睡,把更多精力保持在身体舒适上。

其次,是农业技术受到限制。

好的农业需要的是风调雨顺,适宜作物生长的气候,而不是热带地区过多的雨水、过高的温度和难以开垦的植被地貌。

太多雨水冲刷,让土壤养分缺少积累,口粮作物还要和繁茂的植被争夺营养,缺少冬季的涵养,病虫害比北方也更多。

缺少大规模的农业生产,就很难产生生产剩余,也就很难孕育出高级复杂的文明。

这也难怪,此前我们出过一篇文章,讲了《新加坡的空调冷到像“停尸房”:背后藏着一个李光耀治国的秘密》。(点击标题即可阅读)

李光耀坚信办公室温度设在22℃,也能让公务员们保持头脑清醒,工作效率更高。

新加坡作为全球最富裕的经济体之一(2023年人均GDP将近8.5万美元),实在是赤道边上的奇迹。

而根据《中国统计年鉴2023》,我国居民平均每百户拥有空调133.9台,电冰箱(柜)104.2台,彩电118.9台,其中广东居民平均每百户拥有空调229.1台。

空调是我国居民家庭普及率最高的电器之一。

我们是要感谢科技的进步和产业的发展,很多一百年前惊天动地的发明,到现在已经像空气一样,常常让我们会忽视了它们的存在。

可也是因为有了空调,我们在夏天,才有了现在这种更加舒适便利的生活。

不用像古人那样感叹“天地一大窑,阳炭烹六月”。

那么问题来了,你家的第一台空调,是什么时候装的呢?

THE END

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