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最後一個知識人:末日之後,擁有重建文明社會的器物、技術與知識原理
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  • 最後一個知識人:末日之後,擁有重建文明社會的器物、技術與知識原理

  • 作者:路易斯.達奈爾(Lewis Dartnell)
  • 出版社:臉譜
  • 出版日期:2016-04-28
  • 定價:380元
  • 優惠價:79折 300元
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  • 書虫VIP紅利價:285元
本書適用活動
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內容簡介

◆一本末日版「大人的科學」 ◆得到英國《泰晤士報》、《新科學人》科學類選書、亞馬遜讀者5顆星推薦 ◆售出全球十三國版權 世界毀滅,只是一瞬間的事, 突發海嘯、重量級地震、超級流感肆虐、核電廠大爆炸…… 如果你所知道的文明已經不存在了,你要如何在新世界活下去? ◎來自科學家的文明保存計畫,一部全景式科學簡史,一個重建文明社會的技術解決方案。 ◎從現象觀察到作實驗,從科學原理延伸到工業應用,明白今日科學文明的背後,科技如何建構了生活。 ◎書中從食、衣、住、行,農耕、水力風力發電到復興化學工業,還有如何重回電力生活,皆詳細解說,要給末日知識人最實用的建議。 你是否曾經想過: *種子、農具及肥料哪裡來?冬天缺糧怎麼辦? *飲用水如何過濾、消毒?沒有冰箱,食物如何在土盆中保鮮? *為了重建家園,該怎麼從頭製造磚塊、水泥和鋼筋混凝土? *如何利用汽車引擎和廢棄零件,組成暖爐、臨時水上發電機等維生設備? *燃料耗竭,怎麼開車、烹飪,甚至燒製玻璃、煉鐵? *病毒肆虐,沒有顯微鏡和藥物,怎麼對抗微生物大軍? *欠缺電力設備,如何自行發電、製造能源? *如何組裝、架構通訊設備,與外面世界搭上線? *只用「公尺」就能推算出體積、容量、面積、溫度等度量衡單位 ………… 在末日,現代人類習以為常的事物,都會因資源匱乏而不敷使用。人類的生活會變成什麼樣子?會回到遠古採集漁獵的洞穴生活?還是從廢紙堆中撿拾各種被忽略的知識,重新發現生活日用品的發明之秘,盡可能早日重啟科學文明? ◎如果身處戈馬克.麥卡錫《長路》世界中,你需要這本末日生存科普指南 ◎若是不幸成為《我是傳奇》中的地球最後一人,這本所說的生存技能最好盡可能記得 ◎不小心被捲入《瘋狂麥斯》的資源爭奪戰,除了活命還要守住機械工具和零件,保護重要的人事物…… 科學家路易斯‧達奈爾探討現代文明社會的物質基礎,發現已少有人能完整掌握建構器物的技術和原理,於是從農業、建築、材料、醫學、運輸、製造、通訊等面向,帶領讀者重新認識建構文明社會必備的知識和技能,在世界向人類反撲、末日來臨之前,我們要為成為「最後一個知識人」做準備,也讓你我思索:如果重新來過,科技該如何發展,世界又該演變成什麼樣貌? 人們將告別用金錢換取商品的資本主義社會,來到人人都是科學家的大實驗室時代,你帶著化學及物理知識的操作手冊,四處探索,尋找能夠點石成金的物件和文明棄物,按圖索驥,學著自己過濾飲水,用廚餘製作肥料,收集罐頭,用簡易鑄鐵設備煉鐵,吹出玻璃瓶,試圖找到可種植的種子,最後開墾田地,把人集合起來變成村莊,想辦法收集所有資源,想著如何重啟第二次工業革命。達奈爾所相信的是,物質文明也許有一天將走到最後,但只要知識沒有被破壞,人類就能按部就班重建生活。 這本書,不只是關於科幻、後末日的反英雄或者黑暗冒險故事,關於隕石撞地球、核子冬天、城市變廢墟的景象,你不知道什麼時候來臨,也不知道是否成真。但是人們要是對現代科技麻木無感,對事物的製造過程一知半解,末日魯賓遜又該怎麼求生?反之,當人們一次次對日常、無用之物產生興趣,有一天將使科學再生! 【海外媒體推薦】 「非凡的成就!一本即使文明沒有毀滅也該讀的好書。如果文明真的毀滅,這本書將成為新世界珍貴的文本。路易斯.達奈爾是第一個厲害的末日預言家。」 ──《泰晤士報》(The Times) 「『重新啟動』人類文明DIY終極指南。」 ──英國科學雜誌《自然》(Nature) 「詞藻生動淺顯易懂,處處流露耐人尋味的事實和對科技深具感染力的熱情。」 ──英國《BBC夜空雜誌》(BBC Sky at Night Magazine) 「頌揚人類聰明才智的讚美詩……必讀著作。」 ──英國《新政治家》雜誌(New Statesman) 「掌握了路易斯.達奈爾的新書,我應該就能自信滿滿踏進天啟末日後的未來……達奈爾的末日生存指南,不只提供豐富資訊,也引人入勝。」 ──美國《每日郵報》(Daily Mail) 「就如童軍常常說的──凡事做好準備!向上天祈禱你永遠都不需要這本書。」 ──貝爾•吉羅斯(Bear Grylls)(美國Discovery《荒野求生秘技》節目主持人) 「不管這本書能不能拯救你的命──它都非常有趣。多希望當初有人在學校就把這本書給我們。它讓所有事情都有了意義。」 ──肯.麥克勞德(Ken MacLeod)(英國科幻小說《秋季革命系列》(Fall Revolution Series)作者) 「如果世界毀滅,這本書就會非常有用;即使世界不滅,它還是很有趣。要是彗星撞地球,這本書可以救你,或者你起碼可以知道自己怎麼死的。」 ──S.M. 史德林(S.M.Stirling)(美國架空小說《時間孤島》(Island in the Sea of Time)作者) 「這些所有糟糕的氣候變遷、大爆炸、星球殺手隕石、末日病毒、核災恐怖主義以及超級智慧電腦的終極統治,路易斯達奈爾都寫了即使姍姍來遲但很詳細的指南,告訴你在末日該如何求生:以充滿啟發性及娛樂性的視野,說明如何重啟人生、文明以及所有事物。達奈爾的後末日求生觀點提供了一個卓越的、全景式的視野,說明文明實際上是怎麼作用的。」 ──羅格.海菲爾德(Roger Highfield)(英國科普記者,作家及科學博物館(Science Museum Group)執行長)

目錄

導論 知識人的末日漂流 是《瘋狂麥斯》的暴力荒原,還是《長路》的灰色煉獄? 第一章 一切都將成為廢墟 倖存者身處何方?都市或者鄉村,在破敗中尋找生機。 第二章 最後寬限期:拾荒清單和重建計畫 最好備而不用,別等需要時才發現自己沒有。 第三章 農業:新世界的自耕農 收集傳家種子,用最少人力,收成最多的食物。 第四章 飲食和衣物:廚師和紡織手工業者的工作指南 給廚師——調味和溫度是阻擋微生物大軍的良方。 給紡織手工業者——經線不動,讓緯線飛。 第五章 物質:家事化學一把罩 木炭、蠟燭、石灰、肥皂、鹼灰、膠水等物的誕生。 第六章 原物料:家裡就是工廠 黏土、水泥、金屬、玻璃的製作工法和車床切割技術。 第七章 醫學:對抗體內看不見的敵人 霍亂傳染病、生產和外科手術的風險,要靠微生物學、藥學和解剖學解決。 第八章 動力:蒸汽機來了,正常供電或許不遠 善用風力和水力,必要時候,製造蒸汽機還有電池、變壓器。 第九章 運輸:有車幹嘛還要走路? 經濟動物退休,讓汽油車和電動車賽跑。 第十章 溝通:如何記下萬事萬物 存檔——造紙只是開始,印刷術讓知識傳到遠方和未來。 傳訊——架天線發送電報、組合一台自己的電晶體收音機。 第十一章 進階化學調查報告書 讓鋁、氮、硝酸鹽、硝酸銀和氧化劑合成,對化合物施煉金術。 第十二章 關於時間和空間的丈量方法 現在幾點?從日晷、老爺鐘到電子鐘的原理。 我在哪裡?有了羅盤、六分儀,再抬頭望星空。 第十三章 最偉大的發明:知識人不可不知的基本科學方法 各種標準單位度量衡,公分、公尺、公升和溫度。 尾聲 誌謝 文獻資料

內文試閱

第一章 一切都將成為廢墟(節錄)
  「這樣一部作品最輝煌的時刻,可能緊隨劇變,在其餘波中現身。此時,災變規模浩大、科學進展停滯、工匠勞動中斷,這個半球也沉淪,再次陷入黑暗。」——狄德羅,《百科全書》   災難片似乎都會出現一個場景:鏡頭搖過一條寬闊道路,路面壅塞水洩不通,滿想逃離都市的車輛。隨著駕駛越來越感到絕望,極端嚴重的道路憤怒症也隨之爆發,路肩和車道四處都是人,車上的人也只能棄車加入蜂擁前進的徒步人潮。就算沒有立即危險,凡是會擾亂通訊網路或電力網的事件,都會使貪求資源的都市陷於飢渴,逼得居民飢腸轆轆出城。都市難民大規模遷徙,大批湧入周圍鄉間尋覓糧食。   撕毀社會契約   我不想困在哲學泥淖,辯論人類是否本性邪惡,是否必須有個權威領導著控制群眾,強制施行一套新法規,並藉由懲罰、威嚇來維持秩序。不過當中央治理機構和民事警力消亡,顯然會有人意圖不軌,抓住機會欺壓或剝削比較溫順或弱小的人。一旦情況惡化,原先守法的公民,也會採取必要措施,不惜一切來養家活口、保障人身安全。為確保你我的存續,你可能必須四處拾荒並設法求生:這只是洗劫的委婉說詞。   凝聚社會的膠合劑,部分出自一種信念,人們普遍認為,行使欺詐或暴力手段,雖能得到短期利益,從長期來看,卻絕對不划算。你會被逮住、蒙上汙名,被社會認定是個不值得信任的合夥人,或遭國家懲罰。欺騙他人沒有好下場。社會中的每個個體,都要彼此合作,追求集體利益,必要時犧牲個人的若干自由,以換取國家提供的相互保障,這份默契稱為社會契約。這是一個文明集體努力、生產和經濟活動的根本基礎,然而一旦每個人都認為欺騙能獲得更大利益,或者懷疑別人都會欺騙他們,這種結構會開始變形,而社會凝聚力也開始失能。   社會契約可能在嚴重危機爆發時猝然崩解,導致法律和秩序失能。我們不必外求,從地表最先進國家的例子當中,就能看出社會契約破裂,會造成何等後果。美國港口都市紐奧良遭卡崔娜颶風侵襲,帶來慘重災情,市民駭然發現,地方機關已經不復存在,短時間內不會有人支援,導致社會秩序迅速解體,並引爆無政府狀態。   一旦發生了大災變事故,管理與執法機關也消失之後,或許可以預料,幫派會來填補權力真空,開始劃分勢力範圍。掌控資源(糧食、燃料等)的各方勢力,會控管在新世界秩序下仍有價值的物品。現金和信用卡變得毫無意義。把糧倉據為「私產」的人,會變得非常富有,甚至非常強勢——新的君王——手中握有糧食分配權,用來購買人民的忠誠和服務,如同古代美索不達米亞帝王。在這種環境之下,具有專業技能的民眾,好比醫師和護理師,最好是把自己的本領隱匿起來,因為他們有可能被迫為幫派服務,淪為有特殊專長的奴隸。   面對盜匪搶劫和幫派火拚,民眾可能迅速動用致命武力予以威嚇,但隨著資源日漸耗竭,競爭只會變得更為劇烈。如今有一群人積極準備迎接天啟末日,稱為有備求生客(prepper),他們有一句常講的口頭禪是:「最好有槍備而不用,別等需要時才發現自己沒槍。」   災後頭幾週或幾個月,各地可能出現一種模式:小規模群眾齊聚一處守備,相互支援,保衛自己的消耗品,管控數量來謀求自保。地方小型勢力需要派人巡邏,護衛邊界,就如同現代國家的做法。諷刺的是,一群人要得到掩護、避開亂世,最安全的處所卻是散置全國的監獄要塞,然而這時作用已經內外顛倒。監獄大體上都是自給自足的獨立複合區域,有高牆、堅固大門、刺鐵絲網,還有瞭望塔,原本是為了防範囚犯脫逃,不過作為防範外人侵入的庇護所,同樣有效。   任何巨大災變,各地免不了爆發犯罪與暴力事件。然而,我不打算深入探討《蒼蠅王》(Lord of the Flies)所指涉的地獄。本書要討論的是,在民眾安頓下來之後,如何加速文明的技術發展進程。   最好的世界終結方式   在我們探討「最好的結果」之前,先讓我們著眼談談「最糟糕的結果」。從重建文明的角度來看,最糟糕的末日就是全面核戰。就算你幸運脫逃,沒有跟整座城市一起陪葬,現代世界的物料大半都被毀滅,滿布塵埃的黑暗天空和地面都遭落塵毒害,農業發展受阻。另一種情況是,太陽日冕大量拋射,就算沒有直接致命危害,這點卻也同樣糟糕。特別是強烈的太陽噴發,轟擊地球磁場,像敲鐘一樣引發振盪,在電力輸送線中誘發強烈電流、摧毀變電器並瓦解地球各地的電力網。全球停電會擾亂水、瓦斯的泵送作業和燃料的提煉,也導致變電器的生產停頓下來。儘管沒有直接奪走人命,現代文明的設施,卻仍因此毀棄,接著社會秩序很快就會崩潰,人群四處流浪,迅速耗盡剩餘物質,促使人口大量減少。到最後,生還者仍得面對一個沒有人的世界,此時原本預留的資源,卻已經消耗殆盡。   儘管許多末日後電影和小說偏愛的劇情,都是工業文明和社會秩序瓦解,逼得生還者瘋狂爭搶日漸稀少的資源,不過我想專注在完全相反的地方。由於人口驟減,基礎設施都原封不動保存下來。人類絕大部分都絕跡了,不過物資還在。從零開始重建文明的空想實驗,將帶來最有趣的起始點。假設生還者有一段寬限期,讓他們得以站穩腳跟,接著就有必要重新學習自給自足的社會運作模式。   要是世界真的終結,急性傳染病對基礎設施的破壞性較低。理想的病毒風暴結合了攻擊性高的病毒、漫長潛伏期和將近百分之百的致死率。而且末日病原體的特性是人傳人,短暫期間內就能發病(讓後續受感染宿主群極大化),而且必死無疑。我們已經成為一個真正的都市物種——自二○○八年起,全球多數人並不住在鄉間,而是屬於城市居民——人群稠密聚集,加上頻繁跨洲旅行,為傳染原的高速傳播提供了理想條件。一三四○年代的黑死病消滅了三分之一的歐洲人口(全亞洲遇害人數比例也大致雷同),倘若同類瘟疫在今天發動攻擊,我們這個文明的復元彈性,恐怕還會比以往更低弱。   在一場全球劇變之後,倖存族群起碼要有多少人,才有機會重生,不只要是重新分布到世界各處,而且還要加速文明的重建?換句話說:能快速重新啟動的臨界人數為何?倖存人口群的兩種極端類型,我這裡就分別稱之為《瘋狂麥斯》和《我是傳奇》(I Am Legend)情境。倘若現代社會的生活支持系統內爆,卻沒有立刻導致人口減少(好比太陽風和磁場忽然噴發出大量物質到地表),大半人口都存活下來,彼此激烈爭搶,很快就會把殘留資源消耗一空。寬限期虛耗空度,於是社會快速沉淪,陷入《瘋狂麥斯》風格的野蠻,從而導致人口大量遞減,不再有希望快速恢復。但話說回來,假使你是全世界的唯一生還者,如美劇《最後一個人》(The Omega Man)的主角,或少數生還者當中的一人,但是彼此分布太零散,這輩子不太可能有機會巧遇,這樣一來,重建文明或甚至恢復人類族群的想法,恐怕也只是一場空。人類命懸一線,一旦最後一位男女死亡,人類就要滅   亡——如同李察.麥森(Richard Matheson)的小說《我是傳奇》所描述的處境。兩名生還者,一男一女,才是物種長期存續的最小值,但從區區兩個人開始增加人口數,還是會嚴重拖垮遺傳多樣性和長期發展生機。   所以理論上重新建立社會的人口最小值為何?學界針對現今紐西蘭毛利人粒線體DNA序列進行分析,想知道最早乘木筏抵達玻里尼西亞東部的拓荒者,人數是多少。遺傳多樣性顯示,這支族群的有效規模,約不多於七十名生育期女性,至於總人口數,則略超過該數之兩倍。另有相仿遺傳分析則推出,絕大多數北美原住民的拓荒規模也大體相仿,他們是在約一萬五千年前,趁海平面較低時期,越過了白令陸橋。所以末日後數百名男女聚居一地共組團體,肯定便納入了足以重新散布全世界的遺傳變異性。   問題在於,就算每年增長百分之二——歷來全球人口在工業化農耕和現代醫學體系支撐下的最高增長速率——這個群體依然得花八個世紀才能恢復到工業革命時代的人口數。(後續章節我們還會探討,為什麼必須具有特定人口規模和社會經濟結構,才有機會發展出先進科學和技術。)初始人口數縮減至此,恐怕遠不足以維持定量的農業生產,更別提較先進的生產方法,所以人類或許會一路退回狩獵—採集生活方式,投入全副心神勉力求生。人類從出現以來,百分之九十九時間都過著這種無法支持密集人口的生活,這也顯示了一種極難再次脫離的困   局。該如何避免文明大倒退?倖存人口群需要大量人手下田耕作,確保一定的農業生產力,同時還得有充分人力,才能投入其他工藝的技術開發及復興活動。為達到高效能,你會需要數量足夠的生還者,才能有人從事各種不同工作,並有豐富的集體知識避免退步過甚。不論地點在哪,初始倖存人口數約達一萬(就英國來講,這就相當於區區0 .016%的倖存比率),是這場空想實驗的理想出發點,不過這群人必須組成一個新的社區,並能和平共處、通力合作。   讓我們把注意力轉移到生還者身處的世界,還有一旦他們開始重建,周遭會如何變動。      住所和環境防護問題解決了,你的拾荒檢核清單上,列名第二優先的項目是取得乾淨飲用水。在自來廠水停止供水之前,你應該把浴缸和洗臉槽裝滿清水,此外所有乾淨水桶或甚至強韌的聚乙烯垃圾袋,也都應該裝滿水。為防瓦礫污染,儲備用水容器都必須加蓋,這樣做還能遮擋陽光,以免滋生藻類。瓶裝水可以從超市和辦公大樓飲水機取得。此外也可以去其他儲水處拿瓶子裝水回來,包括旅館、健身中心的游泳池,以及所有大型建築都有的熱水槽。隨著時間過去,你會變得越來越仰賴平常拒用的水源。所有生還者每天都至少需要三公升清水,遇上高溫或費力勞動時,還需要更多。別忘了,這是單指飲用水的部份,不包括烹飪和洗濯用水。   非密封瓶裝水都必須經過消毒。消毒水中病原體有個萬無一失的做法,就是持續讓水滾沸數分鐘(不過這完全不能去除化學污染)。然而這樣非常費時,而且浪費能源。安頓之後,從長遠來看,你可以採行一種比較實際,且兼具過濾和消毒的做法,來處理飲用水的問題。這套形式簡陋卻完全合宜的濾水系統,可以用來濾除泥濘湖水或河水所含微粒——先找到大型容器,好比塑膠水桶、鐵桶,甚至徹底洗淨的垃圾桶,再在桶底打幾個小洞,然後鋪上一層木炭,要嘛就上五金行偷,不然也可以按照第110頁的說明自行製造。木炭上方交替鋪上層層細沙和碎石。最後把水倒進容器,就會流出過濾乾淨、篩除大半微粒的清水。   這種過濾水還需經過消毒。要去除以水為傳染媒介的病原體,用專用淨水處理劑是上選,比如在野營店找碘片或碘晶體。倘若你完全找不到,還有另一些料想不到的替代方式,而且效果也同樣很好,好比居家清潔用的含氯漂白水。只需幾滴濃度為百分之五的漂白水(必須列明含次氯酸鈉〔sodium hypochlorite〕為主要有效成分者)調成溶液,就能在一小時內消毒一公升水。不過要小心核對標籤,確認產品並不添加可能有毒的香料或顯色劑等成分。從廚房水槽底下找來的漂白劑,只需一瓶就可以淨化約五百加侖清水——幾乎達到一個人兩年所需用量。   從健身中心或量販店庫房撿來的游泳池含氯藥劑,也可以調成濃度更低的溶液,用來消毒飲水。這種次氯酸鈣粉只需一匙就夠用來消毒兩百加侖水(不過同樣要小心核對標籤,確認裡面不含抗真菌劑或澄清劑添加物)。過了一段時間,當唾手可得的消毒藥劑都用完了,你就必須學習用海水和白堊做原料,自行製造替代品,這點我們會在第十章討論到。   塑膠瓶不只可用來儲水,還可以用來滅菌。太陽能水消毒法(solar water disinfection, SODIS)是只運用陽光和透明瓶子的污水處理法,經世界衛生組織推薦開發中國家使用,在末日後也是低科技處理飲用水的理想方式。把透明塑膠瓶的標籤撕掉——不過別使用容量超過兩公升的瓶子,因為瓶子太大,陽   光就不能完全穿透——在瓶中裝進待消毒的水,在豔陽高照時拿到戶外平放。陽光的紫外線對微生物有強烈破壞作用,倘若水溫升高到超過攝氏五十度,會大幅強化滅菌作用。拿一片波浪鐵皮,面朝太陽,然後把水瓶放在鐵皮上,就構成了一套良好的消毒處理系統。把鐵皮漆成黑色,還能增進熱消毒作用。   
第九章 運輸:有車幹嘛還要走路?(節錄)
  保持車輛運轉   今天燃料都源自原油加工製程。處理原油來生產汽油和柴油,方法相當直截了當,也可以小規模進行。用來分離出液體各種成分的做法是分餾,和蒸餾酒精的原理是相同的。可以將分子量較大的碳氫化合物「裂解」,也就是添入氧化鋁催化劑(例如碾碎的礬土)一同加熱,使其分解成效率較高的小分子燃料。   維持燃料正常供應,問題不在於化學加工的難度,而是沒有先進鑽油設備或離岸鑽井平台,如何從地下取得原油。就算不使用原油做為原料,我們仍有可能提煉出汽車燃料,而且末日後社會有可能從今天的綠色運動(Green Movement)學到許多事情。誠如魯道夫.狄塞爾(Rudolf Diesel)本人在二十世紀早期所述,「能量可以從陽光熱能中生成,供農業使用的動力也是,就算所有天然固體和液體燃料全都耗盡也一樣」。   汽油動力車輛的一種可行替代能源是乙醇(我們在第四章就看過,可以藉由發酵生成乙醇)。巴西是大量採用杯中物燃料車輛的先驅:該國路上的汽車,每輛都靠燃燒乙醇混合燃料來發動,從添了百分之二十乙醇的混合汽油到百分之百純乙醇燃料都有。就連美國也有多州規定,所有汽油的酒精成分需達百分之十,因為這可以直接使用,不需修改引擎。沒錯,最早的大量生產車型「福特T型車」,便是設計成能使用汽油或酒精兩種燃料,而且美國當時還有好幾家釀酒廠,專門把作物轉化成乙醇燃料,最後是到了禁酒時期,這種做法才遭扼殺。   大規模生產乙醇燃料來推動運輸系統,會遇上一個問題:必須取得充裕的醣,來餵養微生物,使其發酵。巴西的永續生質燃料經濟的基礎是甘蔗作物,然而出了熱帶地區,便無法栽植。儘管所有植物全都含醣,構成植物結構的一股股纖維素十分堅韌,化學安定性很高,維生所需醣分都被緊緊鎖住,無從取得。與其嘗試精煉成生質燃料,不如讓它在沼氣池中腐敗,生成甲烷氣︵見第81頁︶,或者乾脆把它擺進鍋爐裡面燒,說不定還更為可行。   話說回來,柴油引擎的轟鳴聲,末日災後幾乎肯定還能聽到。柴油引擎的用途廣泛,還能以加工製成生質柴油的植物油料運轉:煉製時讓油和甲醇(最簡單的醇類)跟鹼反應(如第五章所述,只需添入鹼液——氫氧化鈉或氫氧化鉀都行——即可)。甲醇也稱為木精,可取木材乾餾製成(參見第122頁),不過採發酵生成的乙醇也可以使用。殘存的甲醇或鹼液,還有甘油和肥皂等無用副產品,也都可   以注水清除,最後取得的生質柴油還得煮乾水分,最後才能用作燃料。   基本上任何植物油都可以使用。油菜在英國是種優良作物,因為依單位面積計算,油菜籽能產出大量油料(超過葵花籽或大豆等來源)。油菜籽很容易榨出油,殘餘莖梗可以當成營養的動物飼料。真需要的話,動物脂肪也可以。牛羊脂肪是取牛羊碎肉或屍骸熬煮提煉而得,脂肪經高溫熔融,分離漂到液面,冷卻後可以刮起。牛羊脂肪可以像植物油,加工製成生質柴油,不過由於所含碳氫化合物分子較長,遇上較冷天氣,就有可能在油箱內凝固。這類生質燃料的問題在於,它們都是從作物轉換成燃料才能運作,單只讓一台小汽車上路,都得消耗起碼半英畝(約二十公畝)的農業產出。由於災後倖存民眾可能缺糧,當然這得看復甦情況,不過果真如此,那麼燃料能不能從非食物來源取得?   所有內燃機其實都是靠燃燒氣體,並不是靠燃燒液體燃料。汽油或柴油首先變成細霧,注入汽缸後會先蒸發,之後才引燃。所以機械化運輸要能持續,另有選項,就是把可燃氣體裝進加壓瓦斯筒並直接注入引擎。這就是現代壓縮天然氣(compressed natural gas, CNG,甲烷)或液化石油氣(liquefied petroleum gas, LPG,丙烷和丁烷的混合氣)車輛的行進方式。   災後要把瓦斯打進數百倍大氣壓力的氣罐,難度恐怕太高,一種適合末日後使用的低科技替代方案就是給車輛加裝儲氣囊。這種裝置常見於第一次和第二次世界大戰燃料短缺時期,氣囊是種橡膠氣密型織布氣球,裡面盛裝煤氣或甲烷氣,兩、三立方公尺瓦斯就相當於一公升汽油。另一種稍微不方便的選項是一邊開車一邊產生燃料氣體——製造一款木材能動力車(wood-powered car)。關鍵原理稱為氣化作用(gasification)。點燃一根火柴,緊盯著它看,就能知道箇中道理。你會注意到,搖曳發光的黃色火燄和木棍並不相觸,中間隔著一道明確的暗色間隙。火燄燃燒的物質,其實不是火柴棒,而是木頭複雜有機分子受熱分解成可燃氣體,而且唯有和空氣中的氧氣接觸時,才會引燃,燒出一團熊熊烈燄。這就是前面談過的熱解作用,那時我們探討的是木頭乾餾程序,描述蒸汽如何冷凝, 生成種種有用的液體(見第122頁),不過為引擎提供動力時,我們就必須將可燃氣體生成瓦斯的轉化率提到最高,並將經高溫分解的木料和火燄的相隔距離加寬。最後生成的瓦斯必須預防意外點燃,直到沿管線導入引擎,才能與氧氣混合,並在汽缸裡面引燃。   第二次世界大戰期間,歐洲全境出現將近百萬輛氣化爐動力車,讓民間基本運輸得以順暢進行。德國推出一款木材氣化爐的福斯金龜車,全套設備巧妙安裝在車身裡,不過引擎蓋開了個孔,用來添加柴火,也留下它特殊動力源的唯一線索。此外在一九四四年,德國陸軍還部署了超過五十輛木材氣化爐動力型虎式戰車。   氣化爐基本上就是個氣密圓柱,頂部裝了個蓋子,使用撿來的材料也可以製成——好比拿一個鍍鋅垃圾桶安裝在油罐鐵桶上,加上水管。木料堆在氣化爐的上半部,木材會先乾燥,接著被桶中的高溫熱解,並在有限氧氣中局部燃燒,達到操作所需溫度。重點在於,桶柱底部會形成一層高熱木炭,和蒸汽起反應,並經由熱解作用完成化學轉化,釋出種種瓦斯。最後再從氧化爐底部抽出生成瓦斯,裡面富含可燃氫、甲烷和一氧化碳——這是種有毒氣體,所以你必須確保操作環境通風良好——還有高達百分之六十的惰性氮氣。讓氧化爐瓦斯冷卻,也讓蒸汽凝結,以免污染引擎,接著就可以注入汽缸。   三公斤左右木材就相當於一公升汽油(實際則取決於密度和乾燥程度),所以瓦斯的燃料消耗值,並不是每公升多少公里,而是每公斤多少公里︱戰時氣化爐每公斤木材能提供約二點五公里能量。   
第十章 溝通:如何記下萬事萬物(節錄)
  然而,造出潔淨、平滑的紙張,只是書寫的一半,要能以文字溝通,把知識寶庫永久記錄下來,還得完成另一項重要工作。一旦原子筆全都乾涸或消失不見,這時就得製造出可靠的墨水,以此來形成書面文字。   基本上,凡是不小心沾上你棉布襯衫就會留下染色痕跡的討厭事物,全都可以湊合當成墨水使用。好比,你可以拿一把色彩鮮艷的成熟漿果,碾碎後濾除果泥,接著就在溶液裡溶入一些鹽來防腐。萃取植物所製成的墨水,多半時效短暫。為了讓你的文字和復甦社會新近累積的知識永久保存下來,你真正需要一種不會遇水就輕易掉色、或者見了陽光就褪色的墨水。中世紀歐洲出現了一個解決作法,那種製品稱為鞣酸鐵墨水(藍黑墨水)。事實上,西方文明史本身,就是以鞣酸鐵墨水書寫。達文西用這種墨水來記錄他的筆記。巴哈用這種墨水來創作他的協奏曲和組曲。梵谷和林布蘭用這種墨水來畫素描。《美利堅合眾國憲法》用這種墨水,為後代許下承諾。還有一款和原始鞣酸鐵墨水非常相似的配方,迄今依然在英國廣泛使用:註冊檔案專用墨水,凡出生、死亡和結婚證書等法律文書,都必須採用。這種墨水的化學性質,和中世紀採用者毫無二致。   我們望文生義,鞣酸鐵墨水配方含有兩大成分:一份鐵化合物和一份植物蟲癭萃取物(鞣質)。蟲癭見於櫟樹等喬木枝幹,寄生性黃蜂在葉芽產卵,刺激樹木形成贅瘤,包覆蟲卵。蟲癭富含沒食子酸(gallic acid)和鞣酸(tannic acid),能與硫酸鐵起反應——把鐵溶於硫酸就製成。鞣酸鐵墨水剛調好時其實不帶顏色,所以必須添入另一種植物染料,否則很難看出你在寫什麼。不過鐵質成分接觸空氣,就會讓乾燥墨水轉呈耐久的深黑色澤。   接著還可以採用一種歷經時間考驗的手法,做出一款簡陋的筆。拿禽鳥羽毛(歷史上偏愛鵝毛或鴨毛)浸泡熱水,取出羽柄裡面的物質。從柄根兩側斜切出鋒利的尖端,接著把底面切出個彎弧,構成書寫筆尖的經典造型。反向朝鋒利尖端切出一條淺痕,這樣當你書寫時,筆尖還儲有一小滴墨水,用完之後才需要伸進墨水池,補足用量。   不過成功的印刷術確實得仰賴合宜的印墨。能自由流動的水性印墨是為手寫開發設計的,鞣酸鐵墨水就是一例,完全不能用來印刷。要印出清晰的文字,你就必須採用能附著於精細活字金屬紋理表面的黏性印墨,這樣才能清楚轉印到紙上,而不致暈染、流動或模糊不清。古騰堡取法文藝復興藝術界才剛開始流行的一項繪畫材料,克服了這道難題:油畫顏料。   古代的埃及人和中國人都開發出一種以煙灰為本的黑墨,年代也相仿,約距今四千五百年前。煙灰的微小碳粒子和水與樹脂或明膠(動物膠見第五章)等增稠劑混合之後,便化為一種全黑的色素。這就是「印度墨水」(India ink)的成分,儘管冠上印度之名,最早卻是在中國問世,並隨貿易進入印度,迄今依然廣受藝術家歡迎。含碳黑色色素懸浮液,也是影印機和雷射印表機碳粉的基礎原料。煙灰微粒可採自燃燒油料發出的油煙,稱為燈煙黑(lampblack),或也可以取自炭化的木材、骨頭或焦油等有機原料。   含碳黑色色素源遠流長,不過添了膠水或樹脂增稠劑的印度墨水,卻並不適合印刷機:你需要黏度和乾燥性能都非常不同的印墨。就這道問題,古騰堡以文藝復興油畫顏料為鏡,想出了解決之道。燈煙黑墨水摻入亞麻籽油或胡桃油調成的油墨易乾,對金屬活字的黏著性,也遠超過很容易渲開的水性印墨(不過,亞麻籽油仍需先加工處理才能使用:沸煮並移除浮上液面的厚層膠質。)你可以使用兩種原料,松節油和樹脂,來調節油墨至關緊要的黏度。松節油是用來稀釋油性顏料的溶劑,製作時從松樹或其他針葉木抽取樹脂,蒸餾生成(見第122頁)。就另一方面,蒸餾時揮發性化合物會受熱散逸,留下固化的堅硬樹脂,能稠化溶液。只需權衡使用這兩種拮抗成分,你就能調和出理想的油墨黏度,同時你還可以改變胡桃油或亞麻籽油的用量比例,使油墨乾燥。

作者資料

路易斯.達奈爾(Lewis Dartnell)

英國萊斯特大學的太空研究中心研究員,專研外太空天體生物學,及對火星上生命訊息的研究。他也是位受歡迎的科普作家,並為英國《衛報》、《泰晤士報》及《新科學人》撰寫專欄文章。還有為BBC科學紀錄片節目《地平線》、《宇宙的奧秘》、《望星台直播》、《仰望夜空》及24小時國際新聞電視台Sky News撰稿和錄影。在此之前,他寫過宇宙起源等天文科普書,在英國頗受歡迎,使他開始為人所知,而《末日生存手冊》則開啟他在英國之外的知名度。

基本資料

作者:路易斯.達奈爾(Lewis Dartnell) 譯者:蔡承志 出版社:臉譜 書系:科普漫遊1 出版日期:2016-04-28 ISBN:9789862355121 城邦書號:FQ1038 規格:平裝 / 單色 / 320頁 / 14.8cm×21cm
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