空調竟是這樣發明出來的?曾是罪惡象征

08-13

【騰訊科技編者按】《大西洋月刊》近日介紹瞭空調技術的發展過程,文章指出,雖然空調機現在已經很普遍,但曾幾何時,人們把冷卻空氣的行為看成是一種罪過。即便在如今,有些人也覺得空調既展現瞭人類智慧,也是人類脆弱性的象征:好像沒有瞭機器的幫助,人就無力承受夏日裡天然的溫度。以下為原文內容:

在 20 世紀之前,隻有富人或病人才會見到冷卻室內空氣的嘗試。雖然冬天用壁爐烤火很普通,但是有很多人認為,人類不應該試圖和天然的熱浪相抗,用機器控制氣溫的想法是一種罪過。即使在 20 世紀初期,美國國會的成員也仍然避免在房間裡使用冷氣,因為選民可能會嘲笑他們不像其他人那樣流汗。

空調的采用既需要工業上的創新,也需要消除這種陳腐的觀念。但是,從某個角度來說,空調的使用確實給地球帶來瞭不利影響。

在道德的陰影之下,空調技術仍然取得瞭突破,因為有些人非常需要冷氣,尤其是那些希望治愈病人的醫生。1851 年,美國佛羅裡達一個名叫約翰 · 戈裡(John Gorrie)的醫生被授予瞭第一臺制冰機的專利。《空調改變一切》的作者薩爾瓦托 · 巴西勒(Salvatore Basile)稱,戈裡最初並不是想要發明制冰機,他隻是想用冷氣來幫助瘧疾患者退燒。為此,他設計瞭一種可以吸入空氣,壓縮它,然後讓它通過管道,冷卻室內空氣的設備。

但是在病房之外,人們覺得並不需要這種設備。直到這臺機器的管道意外凍結並開始形成冰塊,他才發現瞭新的機會(做成制冰機)。不過,這項成果遭到瞭媒體的諷刺:" 戈裡博士真是異想天開,認為他可以用機器做冰塊,就好像全能的上帝一樣。"

" 古代 " 空調技術

使用冰塊來制作冷飲、給房間降溫倒不是什麼新鮮事。在 17 世紀,發明傢科尼利厄斯 · 德雷貝爾(Cornelius Drebbel)就使用儲存在地下室的冰塊 " 將夏天變成冬天 "。湯姆 · 沙特曼(Tom Shachtman)在《絕對零度》和《征服寒冷》這兩本書中推測,德雷貝爾是將雪與水、鹽、硝酸鉀混合在一起,形成冰晶,用來給室內降溫。詹姆斯國王曾邀請德雷貝爾前往威斯敏斯特大教堂展示這個創新,據說由於冷得發抖,國王從房間裡跑瞭出來。

兩個世紀之後,美國總統詹姆斯 · 加菲爾德(James A. Garfield)也經歷瞭一次冰冷之旅。1881 年 7 月 2 日,查爾斯 · 戈特(Charles Guiteau)用左輪手槍射中瞭加菲爾德。一些工程師發明瞭一種方法,希望幫助受傷的總統降低溫度,雖然他還是慢慢陷入瞭死亡。

加菲爾德病房裡的降溫設備是由天文學傢西蒙 · 紐科夫(Simon Newcomb)主持研制的。紐科夫組裝瞭一個與管道相連的發動機,讓風扇吹過巨大的冰桶。紐科克在一份書面報告中解釋說,他的裝置總共裝載瞭大約 6 噸的冰塊,空氣可以從一個方向出去,從另一個方向返回。該裝置將房間的溫度從 95 華氏度(35 攝氏度)降低到瞭 75 華氏度(24 攝氏度),每小時要消耗掉數百磅的冰塊。

新聞媒體報道瞭紐科夫這個設備,慢慢地吸引瞭公眾的興趣,人們對冷卻空氣的不信任感開始減少。一些人開始發明有趣的抗熱方案。有人覺得把氣球連接到消防栓和軟管上可以制造 " 單人式人工風雨 "。還有人提出瞭在居民區上空使用二氧化碳炸彈來冷卻空氣。其中一些方案設法獲得瞭專利,然而事實證明,這些方案在實踐中並沒有什麼用。

空調技術的成型

加菲爾德過世 20 年後,威利斯 · 開利(Willis Carrier)創造瞭 " 空調 "(air-conditioning)這個術語。在 1902 年 7 月,他設計的空氣處理設備取得瞭突破,安裝在瞭紐約佈魯克林的薩克特威廉姆斯出版社裡。這臺設備讓空氣經過含有冷卻劑的管子。準確地說,其目的是為瞭降低濕度而不是降低空氣溫度。空氣中多餘的水分導致出版社的紙張變瞭形。

其實在那之前,1899 年,阿爾弗雷德 · 沃爾夫(Alfred R. Wolff)就在紐約市康奈爾醫學院的解剖室安裝瞭一個冷氣裝置。後來,開利在佈魯克林安裝機器的那年,沃爾夫也把自己的機器安裝在瞭紐約證券交易所,大大改善瞭職場人士的工作環境。

空調技術開始傳播發展。弗雷吉戴(Frigidaire)在 1929 年推出瞭第一款傢用 " 房間冷卻器 "。斯瓦茲(H.H. Schultz)和謝曼(J.Q. Sherman)推出瞭一種架在窗臺上的空調,但是我們今天所知的第一臺窗式冷氣裝置是 1932 年的 Thorne 室內空調。它看起來像一輛穿過窗戶的舊車車身。在《美國人和空調的羅曼史》一書中,作者瑪莎 · 阿克曼(Marsha Ackermann)講述瞭在一次采訪中,開利談到自己的願景。他想象瞭這樣一個這樣世界:" 普通商人會在有空調的房間裡睡覺,起床的時候感到精神飽滿。他將乘坐有空調的車輛前往有空調的辦公室工作。"

空調的普及

空調的第一次重大公開亮相是在 1939 年世界博覽會上。開利設計瞭瞭一個 " 明天博覽會 " 的展示廳,有 6.5 萬名觀眾第一次在那裡享受瞭空調,點燃瞭消費者對它的興趣。在接下來的十年中,隨著空調體積的縮小,空調廣告也將重點從職場男士轉移到瞭傢庭婦女身上。一些早期廣告是這樣的:一傢人自豪地欣賞著窗臺上的空調,而空調好像是降落在客廳裡的飛船。

巴西勒指出,有一件不太起眼的事情提升瞭空調的人氣:1959 年,美國氣象局制定瞭 " 不適指數 ",它把溫度和濕度結合起來,後來被稱為 " 悶熱指數 "。巴西勒在書中指出,這個指數出人意料地推動瞭空調的普及,增強瞭人們對冷氣好處的意識。人們可以通過這個指數瞭解天氣是否悶熱。如果手頭有足夠的錢,那麼就可以去買臺空調緩解一下瞭。

到瞭 1960 年代,美國每年都會銷售數百萬臺的空調。城市和郊區用戶的窗臺上都能看到空調窗機。能源信息管理局的住宅能源消費調查顯示,截至 2011 年,美國有 87% 的傢庭擁有空調或中央空調。相比之下,巴西的這個數字為 11%,印度僅為 2%。

空調的不利影響

雖然公眾最初對空調的疑慮可能妨礙瞭空調技術的早期發展,但事實證明,空調的最終普及對我們的大氣層是有害的。

《蒙特利爾議定書》在 1989 年生效,目的是減少向大氣中排放二氯二氟甲烷等 CFC 類制冷劑。早期的空調使用的這種制冷劑可能會破壞大氣臭氧層。

盡管為瞭避免破壞臭氧層,制冷劑已經從氯改成瞭氟,但是空調仍然對環境造成瞭巨大的影響。美國能源部的一位副主任丹尼爾 · 莫裡森(Daniel Morrison)說,僅 2015 年,空調用電量就超過 5000 億千瓦時,幾乎是建築物用電總量的 20%,每年電費高達 600 億美元。而且空調也推高瞭夏季的峰值電力需求,可能會引發停電。

個性化空調的嘗試

在我們如今使用的所有設備中,空調並沒有經歷像電視機或電話機那樣大的革新變化。但是,有些公司也在試圖革新空調的未來——無論是在美學方面,還是效率方面。其中一些公司希望讓空調變得更加個人化。例如,CoolWare 發明瞭一種空調領圈,可以環繞在你的頸部,用小型風扇提供水冷空氣。 Wristify 推出瞭一種類似於手鐲的產品。 Kuchofuku 則推出瞭空調式工作襯衫。

一傢名為 Evapolar 的塞浦路斯公司號稱發明瞭 " 世界上第一款個人空氣冷卻器 "。它是一個小型立方體,帶有一個水箱和一個風扇,可以產生涼爽清凈的空氣。 Evapolar 想用它來改善單身人士工作或睡眠時的 " 微氣候 ",這樣就無需浪費能源來冷卻整個房間或建築物瞭。" 就像手機變得個性化一樣,我們相信空調設備也應該變得個性化,"Evapolar 的發言人說。

戴森和小米也推出小型個性化空氣凈化器。但這些產品都沒有實現大眾化,而且也不成熟,但是它們也有可能一炮走紅,畢竟曾經有過更奇怪的東西成為主流。

即便是在今天,有關空調的爭議仍然揮之不去。由於它對環境的不利影響,一些倡導者呼籲大傢不要使用空調。空調好像成為瞭人類智慧和脆弱性的象征,它削弱瞭人們的適應力,讓人感覺好像沒有瞭機器的幫助,就無力承受夏日裡天然的溫度。

空調不僅僅是種傢電,也是一個警示。它提醒我們,人類創新可能會有代價。以前的人覺得冷卻空氣的做法存在危險,這種觀念可能也未必就是徹頭徹尾的荒謬。(編譯 /Kathy)

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