可再生能源概论的问题

你好，能够在明尼苏达大学留学当然是很好的。下面是一些关于明尼苏达大学的留学生的一些介绍，希望对你有帮助，望采纳。

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我本科就读于明大化工系，故请允许我擅自偷换一下概念，将讨论的话题转入到在明大化工系就读是个怎样的体验，写点个人之愚见，聊作补充。

作为明大的王牌专业之一，明大化工系在全美享有盛誉。事实上，明大是真正意义上的现代化学工业的发源地。化学工业起步和繁荣于石油的炼制，并从人造橡胶、化纤、聚乙烯等高分子材料的发明和工业化起开始大跨越式发展。然而，直到上世纪50年代以前，人们对化工领域的认识基本来自于纯经验，极少有系统性的理论被发掘出来用于解释化工中普遍存在的传热、传质和流体力学现象。当时，许多大学虽已成立化工系，但从课程的设置到教学方法均基本照搬照抄化学系，完全不能算是一门独立的工程学科。1950年代后，明大化工系Neal Amundson教授首次将数学方法引入到化工上来，从而开辟了作为一个独立学科而存在的化工的新纪元，同时也奠定了明大在化工领域中的地位。他建立的许多著名理论和模型已成为全世界任何一本化工传质或反应工程教材的经典章节，如固定床吸附/反应中溶质/催化剂的扩散现象（即著名的Lapidus-Amundson模型）[10]、非等温连续搅拌反应器（Non-isothermal CSTR）的多重稳态等[11]。Amundson教授同时是一位独具慧眼的伯乐。在他担任化工系系长的任内，聘用了许多后来的大牛，如Rutherford Aris, Lanny Schimdt, Edward Cussler, Kenneth Keller, Chris Macosko等等（这些都是用Wikipedia能搜到词条的人）[4]。在这些前辈们的合力下，明大化工系在上世纪60-80年代成为当之无愧的全美第一，而Amundson也因为他卓越的贡献被后人称为"现代化工之父"[5]。历经岁月，由于种种客观原因（严酷的自然环境以及作为公立大学没有私校有钱等），化工系排名有所下滑，但根据最新公布的US News的权威排名，明大化工系排名仅次于麻省理工学院，与加州理工学院和加州大学伯克利并列全美第二[9]。她仍拥有众多世界顶尖的教授，包括7名美国科学院/工程院院士，以及充沛的科研经费和强大的科研实力。

那么在这样的一个我们称之为具有"优秀传统和光明前途（a heritage of excellence and a promising future）"的系就读究竟是什么样的感觉呢？这是一个很难用三言两语回答的问题。我愿意开一个头，仅作抛砖引玉之用。

首先是课程的高强度、高难度和整个专业的高淘汰率。在本科课程的设置上，化工系延续了自身在传统化工领域（即传递过程和反应工程）上的优势和重视理论研究的特点。如化工系学生的第一门入门课CHEN 2001: 物料与能量衡算，是直接从线性分析和自由度分析开讲的。每年上这门课的人都会遇到一道作业题，是对一套复杂的化工生产装置所进进出出的几十种物料做物料衡算，我们那年最后得到了一个67乘67的矩阵，并要求我们求解这个67乘67的线性系统。我还记得当时我腾出了一整天的时间，什么也不干，就埋头在电脑前一遍遍地算，光是把coefficient矩阵的4489个elements准确输入到MATLAB里，就花了几个小时的功夫。最后求解的时候毫无意外地出了bug，只好又是debug又是做自由度分析看是不是矩阵线性相关了有木有！这门课的midterm也是巨难，许多人拿了0分，更多人则不堪打击，直接退出了化工系。据估计这门课中途退选及挂科需要重修的人占到了总人数的近一半。课堂纪律也是十分严明，上课期间要求绝对安静，连举手问教授问题或问旁边同学问题也是不被允许的，因为这会拖慢课堂进度。我记得有一次一个坐在前排的同学在上课途中从裤袋里拿出了手机（貌似只是看了看时间），教授不由分说冲上来，一把抽出同学手里的手机，直接往他的脸上重重一甩，并令他"马上出去（get out）"。这种在别人看来属于极度不尊重学生的侮辱行为，在化工系似乎已经司空见惯。这或许要归结于系里教授承受的巨大的教学和科研压力。

那次作业后，大家画了这样的暴漫以示纪念。

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大三开始，节奏陡然紧凑起来，常常是连续从上午八点一直上到下午两点而没有午饭时间，像我这样的人中途下课基本都不会离开自己的座位，因为前面的教授基本都会拖堂，而后面的教授还要提前开讲，短短15分钟休息时间基本就剩不下多少。传递过程是由美国工程院院士、原美国化学工程师学会主席、著名的传质学泰斗Edward Cussler教授主讲，他风趣幽默、学识渊博，为了讲授流体在粘滞层中的流动可以不顾自己70多岁的身体，趴在地上，嘴里说着“Imagine I am a particle...”，也时常讲到兴起处，一个健步跨过讲台，爬上前排学生的桌子继续讲课。记得有一次，他为了向我们形象地讲述湍流时流体的运动形态，特地搬来了一幅家里藏着的一幅现代派油画（上面的混乱笔触很像流体湍流时的样子），讲着讲着讲到了这幅画的历史，不禁声泪俱下（这幅画是他的叔叔买的，他的叔叔在二战时被关押在奥斯维辛集中营并被残忍杀害）。可以说，他的授课不仅充满了知识的闪光，更有人文的熏陶。不只我一个人发自内心地坚信，上他的课是一种无与伦比的享受。曾经在rate my professor上看到一个关于Cussler教授的评语，说“其实，不管用什么方法讲授，传递过程都是化工里最难最复杂的学科，Cussler教授的考试和作业也很变态，我也没能够最终拿到一个好成绩，但这一切都不能改变我对教授的崇拜和认为他是明大最好的教授的看法”。Cussler先生是我本科遇到过的最好的教授没有之一。我在此祝愿他身体健康。

化工热力学由David Morse教授讲授，他曾在哥本哈根大学担任著名的Gauss Professor，故而上课时会不时冒出些德语。他也是个不折不扣的机关枪，讲起话来写起板书来速度极快，我们只有埋头抄笔记，整节课没有丝毫空闲。我们班曾有学生在他的课堂上用活动圆珠笔做笔记，因为写得实在太快，突然笔里面的弹簧飞出去了，整个笔也散了。曾有人在他的某堂课上计算，当课进行到一半的时候（25分钟），Morse教授一共用了19块黑板（包括擦了再用的，一块黑板和国内高中教室的黑板一样大），这人实在按捺不住内心的“激动”偷偷发了一条朋友圈，结果在朋友圈的最后写道“趁着编辑朋友圈的功夫已经写到第21块黑板了”。但不得不说，他的课严谨而充实，许多知识点我们都进行了难度上的加深和广度上的拓展，我后来在别的学校上研究生级别的化工热力学时，发现很多东西Morse教授已经讲过了，比如在对departure function、Legendre transform等的讨论时，他已经站在了很高的高度。

明大化工系的本科生课程，均由系里相关领域最好的教授担任主讲。在我本科四年当中，有幸能被系里所有6名美国两院院士教过。其中包括：时任化工系系长，著名的嵌段共聚物（block copolymer）领域大牛Frank Bates教授担任了材料科学导论的主讲；传质领域特别是中空纤维膜（hollow fiber membrane）领域的大牛Edward Cussler教授担任了传递过程和过程控制两门课的主讲；反应闪蒸过程和毫秒反应器的发明者，同时也是可再生能源领域的领军人物Lanny Schmidt教授担任了可再生能源概论的主讲；流变学泰斗，《大分子》杂志和《Langmuir》杂志的编委之一的Chris Macosko教授担任了化工导论的主讲之一。除此之外，与其它学校通常由研究生助教带小型讨论课所不同的是，明大化工系的讨论课也时常由教授们主讲。例如我的材料工程导论的小课便仍由系长Bates教授主讲，传递过程和过程控制的讨论课也是由Cussler教授主讲。理论上来说，只要没有时间上的冲突，所有化工系的课程你都可以选择主讲教授担任你的讨论课主讲。

不过要说最变态的课程，就要数明大化工系的王牌课——单元操作实验了。在我们上这门课（应该说是两门，两个学期上，分初级和高级）之前，就已经从学长学姐那听说了无数关于这门课恐怖的传言，如挂人率巨高，实验报告平均分巨低，教授巨变态等。但当我们真正开始上这门课时，才真正意识到我们绝非危言耸听。课程大纲和第一个实验的准备材料通常在离开学还有一个月时就发邮件通知学生了，三人一组，每组进行实验的时间和顺序都不尽相同，有些运气不好的组开学第一天就要做实验。有些组员相互间都不认识，这就逼迫着组员不得不缩短寒暑假，提前回学校meeting。由于一个实验只有两次机会，而教授对单元操作设备的构造和实验具体步骤绝对保密，需要大家进实验室后自己临时figure out，导致我们必须做到一次成功，故而前期准备工作显得尤为重要，需要我们将所有可能出现的状况和应对方法都事先考虑清楚，并将一次实验中的时间分配精确到分钟。整个大三下和大四上两学期，我平均每天的睡眠时间小于5小时，并和其他一百多位同学一样，至少有20天彻夜不眠写报告。如果你在凌晨4点走进明大任何一个理工学院的机房，你会发现基本上只有化工系的同学在里面苦逼。大家一起奋斗，为了报告不吃不喝不睡的拼劲，现在想起来，还挺值得回味的。单单讲这门课的变态，我能开一个讲座讲三天三夜。随便举几个小例子吧：

1. 平均每篇报告的页数是50-70页，词数1万词以上。满分200分，最惨烈的精馏塔实验报告，平均分只有50/200，作为负责放大设计的planner，经常出现写了十几页拿0分的情况。这课开了几十年，培养了几千人，但没人知道某个实验真正应该怎么做，因为教授从来不公布正确的design方法或实验步骤！包括已经毕业的我，还不知道到底某个实验应该如何scale up。导致这种怪象发生的原因有很多，但最主要的原因在于每个实验的独立变量和控制变量太多，实验时可能出现的突发状况也太多，因此同一个实验可以有无数种做法，全凭小组自己根据实际情况优化。比如，某组在摸清管路、引流、调阀以达到稳态等前期工作上若花时间过多，以至超出了实验前小组通过要径法（CPM）讨论出的时间，那么在这时候，作为整个实验决策核心的planner就需要和负责具体操作的experimenter进行沟通，在弄清实验和取样顺序条件下，临时调整实验进度，有时不得不在权衡利弊后冒险放弃某些取样和数据点。甚至有些实验，同一个组用同样方法上午做和下午做，结果也会不一样（实验室的室温和室压对某些实验影响颇大）。这一切都需要我们自己进实验室之后摸索，教授事先不会透露半点信息。

这是我们9个实验的其中一个——“精馏塔”的工艺流程图（PFD）。这张PFD是由我们进入实验后经过细致比对确认后自己画出来的。上面的阀门全部由手动控制，一个小小的失误就会导致整个系统稳态的打破。当我看到全美其它化工top10学校的实验都是由DCS自动控制，学生只需要按一个键然后记录数据就可以完成实验的时候，不由得哀吾生之多艰。

2. 负责这门课的总教授（是的，这门课由6个教授联合执教，足见其分量之重）会经常在大家做实验的时候过来巡视。为了尽可能模拟化工厂出现的各种突发状况，他会在巡视过程中，趁人不注意把某个阀门关掉，从而人为破坏了系统稳态，以考验小组处理突发状况的应变能力。有些实验本身系统稳态就很难达到（坑爹的双效蒸发！！！），阀门又多，还隐藏在各种角落（双效蒸发有63个阀！），教授只要动其中任何一个阀，稳态就被打破了，物料和能量都不平衡了，整个实验就废了。但教授总是乐此不疲。后面大家学乖了，每次只要教授一进来，所有人放下手中的活盯着教授的手，教授走到哪人就跟到哪，以防他又碰某个阀。后来把教授都惹毛了，放下狠话：“我以后都不会再管你们了，即使爆炸了也不关我的事，你们自求多福。”

3. Presentation是这门课的重要组成部分，主要是向教授汇报本小组对该次实验的理论认识（如涉及到的化工原理知识）、初定的实验步骤、以及自己的CPM（精确到小组里每个人）。但实际上，不论准备多么充分，每次presentation的主题只有一个，那就是被教授和助教骂...教授骂什么的都有，学期第一次汇报的时候，教授一般会说“你们做的是bullshit，赶紧退课吧，不要在化工系待了”；学期中的时候，教授则会说“你们做的是bullshit，赶紧退课吧，否则你们三个人都得挂”。即便如此，我们还是必须尽全力准备，否则教授甚至可能当面扔东西摔门而走。因为如此，几乎每年都会有学生因为连续准备某次实验的presentation连续几天不吃不喝不睡结果在presentation的时候晕倒送医的事情发生。我们这届是一个越南女生，上午晕倒下午还要继续做下一个实验，她向教授请示能否不做，教授回复说“你如果不做，这门课就直接不及格”，她于是不得不抱恙进入实验室做实验。期间她又头晕了，连助教都看不下去了，招呼她悄悄到实验室的非实验区域吃一个苹果以缓解症状。结果她还是被教授发现了，教授明确表示：“No food or drink is allowed in the lab，如果你要吃，请你出去。”

4. 因为挂人太厉害（大三下的junior lab又挂了好不容易熬到大三的学生的四分之一，大四上的senior lab还要继续挂人），这门课的变态引来了当地媒体的关注，并上了校报[3]。被采访的学生声泪俱下地表示，自己“每次写报告都aim for perfection, but only expecting not to fail”。而化工系系长则说，“You are either right or completely wrong, because there is no partial credit in real life，所以系里将继续按照更加苛刻的指标要求学生”。

5. 这门课除了实验部分，还有每学期两次的理论考试。教授第一次上课时就告诉了我们，考试只有两道题，一题考泵的计算一题考换热器的计算。学过化工的都知道，泵和换热器是两个最最基本的化工机械，照理来说，这种题应该分分钟拿满分了吧。如果这样想，那就真的是too simple, sometimes naive了。记得第一次考试时，见到题目的我们马上傻眼了，第一题确实有个泵，但除此之外还有茫茫管线，一会上一会下，一会通到敞开储罐一会又连到密闭储罐（对应着压强究竟算表压还是大气压），究竟在哪里画控制体积才能简化问题？英制公制单位并存，换算的时候乱得像坨翔。第二题呢？好吧，确实是换热器，可就在这换热器里的流体同时进行着液相升温、泡点沸腾、汽相蒸发和冷凝四个物态变化，那么每种过程分别对应了多少换热面积？主要机理是对流还是传导？如果是对流的话，是自然对流还是强制对流？一系列问题让我们根本无从下手。最后平均分，25/100算高的。下一次考试，下下次考试，又是两道一样的题目。可是直到我们毕业，都没有人真正知道正确的思路究竟是什么。同样的考试题目已经给了十几届学生，每次大家都是糊里糊涂来，糊里糊涂走，因为教授对正确答案完全保密。

摘要：通过了解过去以及现在的能源结构和能源利用技术，提出能源科学需要多学科交叉与综合来为能源发展提出贡献，而且能源科学的发展是能源高技术创新的源泉和先导。因此，能源科学和能源利用技术的发展不仅为国家未来的科学发展提供帮助，也为国家解决当今的能源危机给予支持。

关键词：能源结构，能源利用技术，新能源，

能源是比较集中的含能体或能量过程，凡是能够间接或者经过转换而获取某种能量的自然资源，统称为能源。在自然界里有一些自然资源本身就拥有某种形式的能量，它们在一定条件下能够转换成人们所需要的能量形式，这种自然资源显然是能源。

能源是人类从是物质资料生产的原动力。从人类远古时代在地球上出现后，随着社会生活和经济生活的不断发展，能源的应用形势和规模在不断变化增长。在古代，人类的主要能源来自人力和畜力，辅以柴薪。自西方工业革命开始西方资本主义国家为满足其工业化的需要， 18世纪末，瓦特发明了蒸汽机、大量的以煤炭为能源的动力机械逐渐替代了小作坊式的手工业，煤炭与资本主义大生产相结合，使世界能源结构发生了重大变革。

1895年，美国开始了石油钻探开发工作，这种液体燃料显示出比煤炭更强大的吸引力，1876 年，德国人奥托创制了内燃机，进而形成了以内燃机技术为核心的汽车工业，带动了机械制造业的发展，创造了人类历史上空前的物质文明。

19世纪末开始，以电力为主导的能源结构大变革开始，从法拉第发现了电磁感应开始，人们认识到电和磁是统一的电磁现象，之后又发明了电动机、发电机和各种电器，使电力作为二次能源取得了广泛应用。据统计，现在世界上大约四分之三的能源是在发电厂中转化为电力为人类使用。但是利用常规能源（如化石燃料煤炭、石油和天然气）来产生电力，其储量有限，在可预见的将来就可能用尽或者由于利用成本过高而无法使用，因此为了满足社会发展日益增长的能源需求和可持续发展，我们必须寻找除化石燃料以外的新能源，来解决人类面临的能源问题。

能源的几种分类

1、按照能源的来源分类：

a) 来自地球以外的天体的能量，主要是太阳辐射能。

包括：固化了的太阳能，如化石燃料（煤、石油、天然气、油页岩等，由一亿年前存积下来的有机物质形成）、草木燃料等；太阳能转化成的能量，如风能、水能、波浪能、海洋能；直接的太阳辐射，如利用光电转化、光合作用等。

b) 来自地球内部蕴藏的能量。

包括：地球热能，如地震能、火山热能、地下热水、地热蒸汽、热岩层；原子核能，如蕴藏核能的元素，铀、钍、硼、氘等。

c) 来自地球和其他天体相互作用而产生的能量。

包括：地月相互吸引产生的潮汐能。地球上的能源主要来自于太阳能、地球热能、原子核能和潮汐能，占地球全部能源的99.9%。

2、按照能源存在和产生形式分类

a）一次能源———以现有的形式存在于自然界中的能源。

可再生能源———不会随着它本身的转化或被利用而日益减少的能源，包括风能、水能、海流、海洋热能、潮汐能、草木燃料、直接太阳辐射、地震能、火山活动、地下热能等。

非再生能源———随着人类的利用而逐渐减少的能源，包括矿石燃料（煤、石油、天然气、油页岩等），核燃料（铀、钍、硼、氘等）。

b）二次能源—需要依靠其他能源来制取或产生的能源，包括电能、氢能、汽油、煤油、柴油、火药、酒精、甲醇等。他们使用方便，易于利用，是高品位能源。

3、按能源本身的性质分类

a) 含能体能源———能量以某种载体形式存储起来，而为人们利用。包括各种矿石燃料、核燃料、地下热能、高位水库、氢能等。

b) 过程性能源———能量在物质运动的过程中存在，无法直接的大量存储，如需储存起来，必须把它们转化为含能体能源中的能量。包括风能、水能、海流、地震能、潮汐能以及电能等，转化方式如流水→高位水库，电能→蓄电池。

大有潜力的常规能源

最基本的常规能源——煤炭

煤炭是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物。

煤作为一种燃料，早在800年前就已经开始。煤被广泛用作工业生产的燃料，是从18世纪末的产业革命开始的。随着蒸汽机的发明和使用，煤被广泛地用作工业生产的燃料，给社会带来了前所未有的巨大生产力，推动了工业的向前发展，随之发展起煤炭、钢铁、化工、采矿、冶金等工业。而且煤炭在地球上的储量丰富，分布广泛，一般也比较容易开采，因而被广泛用作各种工业生产中的燃料。

煤炭对于现代化工业来说，无论是重工业，还是轻工业；无论是能源工业、冶金工业、化学工业、机械工业，还是轻纺工业、食品工业、交通运输业，都发挥着重要的作用，各种工业部门都在一定程度上要消耗一定量的煤炭，因此有人称煤炭是工业的“真正的粮食”。现我国已探明的煤炭储量为世界第一位。尽管如此，煤炭供应不足仍制约我国国民经济发展，因此，应用高新技术进行煤炭的加工转化，提高煤炭的利用效率，减少煤炭燃烧的环境污染，是解决能源缺乏、加速国民经济发展的重要途径之一。

煤炭的处理加工及转化

（1）选煤技术：选煤是指除去或减少原煤中所含的杂质（包括灰分、矸石、硫分等），并将处理过的煤分成若干个品种等级，以满足不同用户的需要。

（2）洁净煤技术：洁净煤技术是一系列新近开发的煤炭加工、燃烧转化和煤烟通道中的烟道气净化技术的总称。目的是减轻煤炭燃烧对环境的污染，提高煤炭利用效率，并降低成本。

（3）型煤及利用：用粉煤或低品位煤制成的具有一定形状的煤制品称为型煤。燃烧型煤可以提高热效率、节约煤炭并降低污染。型煤的节能率是所有洁净煤技术中最高的，相对环境效益也很高。

（4）煤液混合新型燃料技术：煤液混合新型燃料是一项新技术，这些混合燃料是粉煤在液体中的一种悬浮物，即煤液混合料。目前已有多种混合料经过全面试验，最有工业应用价值的煤液混合料是水煤浆，是一种低污染的燃料。

当代工业的血液——石油和天然气

石油又称原油，是从地下深处开采的棕黑色可燃粘稠液体。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成的混合物，属于化石燃料。石油及其产品广泛用于生产和生活的各个方面，被称为工业的血液。石油是现代世界一次能源消费构成中的主要能源，据1990年的资料统计，石油在世界一次能源消费构成中居第一位；在我国仅次于煤炭居第二位。至1990年底，世界天然气在世界一次能源构成中次于煤炭和石油，居第三位。我国已探明的天然气储量居世界第九位。1990年我国天然气在一次能源消费构成中次于煤炭、石油、水电，居第四位。

原油经过加工，形成汽油、煤油、柴油、润滑油、化工轻油和石脑油六大类产品。石油产品的范围从液化石油气开始，中间是石油化工原料、燃料和润滑油料，一直到沥青。原油在加工过程中还会释放出大量的石油气。石油加工后，可以得到利用率高、经济、合理的各种液体燃料，主要为内燃机燃料、锅炉燃料和灯油三类。其他的石油产品主要有润滑油、蜡、沥青以及石油化工产品如石油溶剂、乙烯、丙烯和聚乙烯等。天然气是一种混合气体，其主要成分为甲烷。天然气作为燃料容易燃烧、清洁无灰渣、热值高而且不污染环境。

天然气和石油一样是非常重要的基本有机化工原料。从天然气中分离出来及从石油炼厂汽中回收和分离的许多物质是最基本的化工原料，并可进一步制造转化出多种化工产品，如合成纤维、合成橡胶、合成塑料和化肥等产品。

火力发电的主要燃料就是前面我们讲述过的煤炭，有时候也有用油作燃料的。而且我国在很长一段时期电力建设的主要任务仍将是发展火力发电。火力发电设备容量和参数的提高，有一系列问题需要解决。特别是在当今我们赖以生存的生态环境日趋恶化的情况下，如何降低甚至消除火力发电对环境的污染是一个迫切需要解决的问题，因此采取低污染的燃烧方式是必然的发展趋势。

最干净的常规能源——水能

水能利用的主要方式是发电。水力发电就是利用河流中蕴藏着的水能来产生电能，其中最常用的方法就是在河流上建筑拦河坝，将分散在河段上的水能资源集中起来，然后靠引水管道引取集中了水能的水流去转动设在厂房中的水轮发电机组，在机组运转的过程中，就将水能转变成了电能。因为利用的是水能，而水流本身并无损耗，仍可以为下游用水部门所利用。我国水能资源的特点是水力资源总量较多，但开发利用率低，水力资源分布不均，西部多，东部少，相对集中在西南地区，而经济发达、能源需求大的东部地区水力资源极少，与经济发展不匹配。

水力发电有以下特点：

（1）水作为一种资源可由自然界水循环中的降水补充，使水能资源成为不会枯竭的再生能源，所以其发电成本非常低。

（2）水力发电事业和其他水利事业可以互相结合。为了使水能产生电能，常常要修建水库，而水库可作为防洪、供水、发展航运事业等多种任务。

（3）水电站中装设的水轮机开启方便、灵活，适宜于作为电力系统中的变动用电器，有利于保证供电质量。

（4）水电站建成后，能够连续提供廉价的电力。

（5）水力发电不污染环境，是一种公认的清洁能源。

充满希望的新能源

21世纪的主要能源——太阳能

太阳是一个炽热的气体球，蕴藏着无比巨大的能量。地球上除了地热能和核能以外，所有能源都来源于太阳能，因此可以说太阳能是人类的“能源之母”。没有太阳能，就不会有人类的一切。1945年，美国贝尔电话实验室制造出了世界上第一块实用的硅太阳能电池，开创了现代人类利用太阳能的新纪元。

人们利用太阳能的方法主要有三种，一种是使太阳能直接转换成电能，即光电转换。太阳能电池就属于这种转换方式；第二种是使太阳能直接转变成热能，即光热转换，如太阳能热水器等；第三种是使太阳能直接转变成化学能，即光化学转换，如太阳能发动机等。

实际上，人类早就有意识地利用太阳能，自从有了太阳能电池，就为太阳能的利用开辟了广阔的途径，人造卫星和宇宙飞船探测宇宙空间时用上了重量轻、使用寿命长和耐冲击振动的太阳能电池。目前，世界各国都在大力研究新型太阳能电池，提高光电转换率，使太阳能的开发利用进一步深化。

太阳能电站通常人们所说的太阳能电站，指的是太阳能热电站。这种发电站先将太阳光转变成热能，然后再通过机械装置将热能转变成电能。

太阳能电站能量转换的过程是：利用集热器（聚光镜）和吸热器（锅炉）把分散的太阳辐射能汇聚成集中的热能，经热换器和汽轮发电机把热能变成机械能，再变成电能。

太阳能电站靠太阳能热管来聚集热能，太阳能热管又叫真空集热管，它在结构上与我们平常所用的热水瓶相似，但热水瓶只能用来保温，而太阳能热管却能巧妙地吸收太阳的热能，即使阳光很微弱，它也能达到较高的温度，比一般太阳能集热器的本领强。热管在一天之内可以提供大量的工业用热水，又能一年四季不断地为它的主人供应所需要的热能。

魔鬼与天使——核能

从 1954年前苏联建成世界上第一座核电站以来，人类和平利用核能的历史还不到半个世纪；然而，核能的发展却异常迅速。

核能的发展之所以如此迅速，主要是因为它有着显著的优越性：其一，它的能量非常巨大，而且非常集中。其二，运输方便，地区适应性强。其三，储量丰富，用之不尽。

从目前情况来看，世界各国的核能发电技术已相当成熟，大量投入使用的单机容量达百万千瓦级的发电机组，使核电站得到了迅速的发展。

近十多年来，人们已经成功地研制出能充分利用铀燃料的核反应堆，这就是被称为“明天核电站锅炉”的快中子增殖核反应堆。这种核反应堆能使核燃料增殖，也就是说，核燃料在这种“锅炉”里越烧越多。如果能大量使用快中子增殖核反应堆，不仅能使铀资源的有效利用率增大数十倍，而且也将使铀资源本身扩大几百倍。

另外，近年来在激光核聚变、核电池、太空核电站和海底核电站等研究试验方面也都取得了一定的成果，促进了核能发电技术的进一步提高。

前景诱人的海洋能

海洋能是海水运动过程中产生的可再生能，主要包括温差能、潮汐能、波浪能、潮流能、海流能、盐差能等。潮汐能和潮流能源自月球、太阳和其他星球引力，其他海洋能均源自太阳辐射。全世界海洋能的总储量，约为全球每年耗能量的几百倍甚至几千倍。这种海洋能是取之不尽、用之不竭的新能源。在不远的将来，海洋能在造福于人类方面，将发挥巨大而重要的作用。

海洋潮汐发电你听说过吗？大海也会进行呼吸。海洋的潮汐，是由于月亮、太阳对地球上海水的吸引力和地球的自转而引起海水周期性、有节奏的垂直涨落现象。

海洋的潮汐中蕴藏着巨大的能量。在涨潮的过程中，汹涌而来的海水具有很大的动能，随着海水水位的升高，就把大量海水的动能转化为势能；在落潮过程中，海水又奔腾而去，水位逐渐降低，大量的势能又转化为动能。海水在涨落潮运动中所蕴含的大量动能和势能，称为潮汐能。

潮汐发电具有如下优点：

（1）潮汐发电的水库都是利用河口或海湾建成的，不占用耕地，也不像河川水电站或火电站那样要淹没或占用大面积土地。

（2）潮汐发电站不像河川水电站那样受洪水和枯水的影响，也不像火电站那样污染环境，是一种不受气候条件影响的、干净的发电站。

（3）潮汐电站的堤坝较低，容易建造，投资也较少。

海水盐差发电海水里面由于溶解了不少矿物盐而有一种苦咸味。然而，这种苦咸的海水大有用处，可用来发电，是一种能量巨大的海洋资源。

在大江大河的入海口，淡水和咸水的交汇处，淡水和咸水就会自发地扩散、混合，直到两者含盐浓度相等为止。在混合过程中，还将放出相当多的能量。这就是说，海水和淡水混合时，含盐浓度高的海水以较大的渗透压力向淡水扩散，而淡水也在向海水扩散，不过渗透压力小。这种渗透压力差所产生的能量，称为海水盐浓度差能，或者叫做海水盐差能。

海流能顾名思义，海流就是海洋中的河流。浩瀚的海洋中有一部分海水经常是朝着一定方向流动的，在海洋中常年默默奔流着。海流和陆地上的河流一样，也有一定的长度、宽度、深度和流速。风力的大小和海水密度不同是产生海流的主要原因。由定向风持续地吹拂海面所引起的海流称为风海流；而由于海水密度不同所产生的海流称为密度流。归根结底，这两种海流的能量都来源于太阳的辐射能。利用海流发电比陆地上的河流优越得多，它既不受洪水的威胁，又不受枯水季节的影响，几乎以常年不变的水量和一定的流速流动，完全可成为人类可靠的能源。海流发电是依靠海流的冲击力使水轮机旋转，然后再变换成高速，带动发电机发电。

海水温差能，辽阔的海洋，是一个巨大的“储热库”，它能大量地吸收辐射的太阳能；它又是一个巨大的“调温机”，调节着海洋表面和深层的水温。海水的温度随着海洋深度的增加而降低。这是因为太阳辐射无法透射到400米以下的海水，海洋表层的海水与500米深处的海水温度差可达20℃以上。海洋中上下层水温度的差异，蕴藏着一定的能量，叫做海水温差能。利用海水温差能可以发电，叫海水温差发电。现在新型的海水温差发电装置，是把海水引入太阳能加温池，把海水加热到45～60℃，有时可高达90℃，然后再把温水引进保持真空的汽锅蒸发进行发电。用海水温差发电，还可以得到副产品——淡水，所以说它还具有海水淡化功能，可以用来解决工业用水和饮用水的需要。

生物能源——沼气能

沼气是一种可燃气体，由于这种气体最早是在沼泽、池塘中发现的，所以人们称它“沼气”。我们通常所说的沼气，是人工制取的，所以它属于二次能源。而作为能源的沼气，至今尚未得到广泛的应用，所以它还属于现代新能源的成员。沼气的主要成分是甲烷（CH4）气体。通常，沼气中含有60～70％的甲烷，30～35％的二氧化碳，以及少量的氢气、氮气、硫化氢、一氧化碳、水蒸汽和少量高级的碳氢化合物。

甲烷气体的发热值较高，因而沼气的发热值也较高，所以说沼气是一种优质的人工气体燃料。甲烷在常温下是一种无色、无味、无毒的气体，它比空气要轻。由于甲烷在水中的溶解度很低，因而可用水封的容器来储存它。生产沼气的原料丰富，来源广泛。人畜粪便、动植物遗体、工农业有机物废渣和废液等，在一定温度、湿度、酸度和缺氧的条件下，经厌氧性微生物的发酵作用，就能产生出沼气。沼气是一种可以不断再生、就地生产就地消费、干净卫生、使用方便的新能源。在目前，它可以代替供应紧张的汽油、柴油，开动内燃机发电，驱动农机具加工农副产品，也可以用来煮饭照明。

从现今情况看来，使用沼气具有以下的优点：

（1）沼气不仅能解决农村能源问题，而且能增加有机肥料资源，提高质量和增加肥效，从而提高农作物产量，改良土壤。

（2）使用沼气，能大量节省秸杆、干草等有机物，以 便用来生产牲畜饲料和作为造纸原料及手工业原材料。

（3）兴办沼气可以减少乱砍树木和乱铲草皮的现象，保护植被，使农业生产系统逐步向良性循环发展。

（4）兴办沼气，有利于净化环境和减少疾病的发生。这是因为在沼气池发酵处理过程中，

新时代“古老”能源——风能

在自然界，风是一种巨大的能源，它远远超过矿物能源所提供的能量总和，是一种取之不尽、尚未得到大量开发利用的能源。风能是空气在流动过程中所产生的能量，而大气运动的能量来源于太阳辐射。由于地球表面各处受太阳辐射后散热的快慢不同，加之空气中水蒸汽的含量不同，从而引起各处气压的差异，结果高压地区空气便向低气压地区流动，从而形成了风，因此，风能是一种不断再生的没有污染的清洁能源。

当前，世界各国对风能的利用，主要是以风能作动力和发电两种形式，其中以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风轮来直接带动各种机械系统的装置，如带动水泵提水等。这种风力发动机的优点是，投资少、工效高、经济耐用。

根据我国风能资源分布情况和当前的技术条件，近期开发利用风能的重点将放在内蒙古、东北、西北、西藏和东南沿海，以及岛屿、高山、风口等风能资源丰富的地区。在年平均风速超过6米／秒的地区，特别是电网很难达到的牧区、海岛和高山边远地区，开发利用风能资源更具有深远意义。

21世纪的理想能源——氢能

在众多的新能源中，氢能将会成为21世纪最理想的能源。这是因为，在燃烧相同重量的煤、汽油和氢气的情况下，氢气产生的能量最多，而且它燃烧的产物是水，没有灰渣和废气，不会污染环境，而氢主要存于水中，燃烧后唯一的产物也是水，可源源不断地产生氢气，永远不会用完。氢的用途很广，适用性强。它不仅能用作燃料，而且金属氢化物具有化学能、热能和机械能相互转换的功能。例如，储氢金属具有吸氢放热和吸热放氢的本领。可将热量储存起来，作为房间内取暖和空调使用。

氢气在一定压力和温度下很容易变成液体，因而将它用铁路罐车、公路拖车或者轮船运输都很方便。液态的氢既可用作汽车、飞机的燃料，也可用作火箭、导弹的燃料。美国飞往月球的“阿波罗”号宇宙飞船和我国发射人造卫星的长征运载火箭，都是用液态氢作燃料的。

另外，使用氢—氢燃料电池还可以把氢能直接转化成电能，使氢能的利用更为方便。目前，这种燃料电池已在字宙飞船和潜水艇上得到使用，效果不错。当然，由于成本较高，一时还难以普遍使用。

本世纪70年代，人们用半导体材料钛酸锶作光电极，以金属铂作暗电极，将它们连在一起，然后放入水里，通过阳光的照射，就在铂电极上释放出氢气，而在钛酸锶电极上释放出氧气，这就是我们通常所说的光电解水制取氢气法。科学家们还发现，一些微生物也能在阳光作用下制取氢。人们利用在光合作用下可以释放氢的微生物。通过氢化酶诱发电子，把水里的氢离子结合起来，生成氢气。

本学科存在的主要问题

一、简单运用传统经验进行具体工程项目的开发工作较多,研究运用技术科学基础不够。

二、在发展新技术方面, 创新概念少, 自主概念少, 往往是跟着外国人提出的一种概念和已经发表的文献,缺乏自己独立自主的见解和正确分析判断, 跟着上马, 以致往往在人家已下马之后,不得不跟着下马。应结合我国实际,做出科学分析,提出自己独立的见解。要做到这一点,需要有深厚的技术科学基础。

三、能源项目规模大, 投资多, 周期长, 全新概念不是很多,需要看准方向,长期坚持,及时总结,调整发展。

重点发展方向的展望

结合我国情况,重点发展方向应当是以下一些技术:

石油天然气工业关键技术

油气地球物理勘探与钻井新技术,海洋石油天然气开发技术,提高石油采收率新技术,在注水开发后期的油田,应用三次采油等方法提高石油采收率。

煤炭高效洁净利用关键技术

我国煤炭开发利用关键是解决生产效率低、不安全和环境严重污染两个方面的问题, 并应逐渐发展两大技术:一是安全、高效开采技术二是高效、洁净利用的洁净煤技术:煤炭安全、高效开采技术煤层气开发技术煤洗选、加工、处理技术洁净煤燃烧技术煤炭气化技术。

电力工业关键技术

超临界、超超临界蒸汽参数发电技术,燃气蒸汽联合循环发电技术,洁净煤发电技术,热电联产及多联供技术,先进压水堆发电技术, 燃料电池发电技术, 全国大区电网互联和灵活的交流输配电技术。

节能技术

中低温余热利用系统和中低温能源利用新技术,热泵技术,建筑节能,新型低温储能(含冰蓄冷及电力调峰) 系统,节能电器,交通运输节能,高能耗工业的节能新工艺流程。

核能释放与利用的科学问题

核废料处理及再利用,提高安全性,新的安全堆型探索快堆与高温气冷堆受控热核聚变堆关键技术。

可再生能源与氢能开拓与利用的科学问题

低价、高效、长寿新型光伏发电技术生物质能转换的化学生物技术光热利用新技术(发电、制冷等) 氢能规模制备、储运、利用技术。

能源环境技术

能源转换利用中有害元素控制与无公害定向转换技术城市废弃物无公害、资源化利用技术回收利用CO2 的能源环境系统探讨燃煤生态工程,煤基制氢及氢能利用系统。

农村能源技术

沼气技术生物质气化、液体燃料、发电技术生物质加工处理技术。

措施及建议

一、能源与环保的立法,价格政策,倾斜政策。

二、对能源科学技术(不是具体生产项目) 给予强大支持,由国家、产业联合支持。科教部门专门支持。

三、对较远见效的方向,如先进概念的发电系统、太阳能、核能要给予重视和布局研究发展工作。

四、培养基础扎实,知识面广,解决问题能力强的能源科学方面青年人才。

五、加大能源科技研究开发的投入:我国能源R&D 经费占国家R&D 总经费的比例比国际上发达国家的相应值小一个数量级。能源R&D 投入过低导致我国科技自主研究开发

参考文献：

《环境与能源科学导论》作者:刘震炎 出版社: 科学出版社第1版

《能源科学导论》作者:黄素逸 出版社:中国电力出版社

《2011-2020年我国能源科学学科发展战略报告》(第四稿) 中国科学院

《能源科学发展战略研究》中国科学院院士　吴承康　徐建中

本专业培养具备热学、力学、机械、能源科学、系统工程等宽厚理论基础，掌握太阳能、风能、生物质能与地热能等新能源专业知识，能从事清洁能源生产、可再生能源开发利用、能源环境保护、新能源开发、工程设计、优化运行与生产管理，具有较强的综合能力、创新精神和实践能力的跨学科复合型高级人才。毕业生能在能源、建筑、交通、材料、电子、环保等行业从事新能源与可再生能源产品研发与生产、工程设计与施工，以及教学、科研和管理等工作。

新能源与科学工程专业涵盖行业广泛，国家的《能源发展“十二五”规划》中加大非化石能源发电比例，大力发展可再生能源，社会对这方面的人才需求量必然增大。毕业生能在能源、建筑、交通、材料、电子、环保等行业从事太阳能、风能、生物质能、地热能等新能源与可再生能源产品研发与生产、工程设计与施工，以及教学、科研和管理等工作。

能源的意义

能源［Source of energy］是人类藉以克服困难，维持生存的原动力，譬如太阳给我们光热，风吹动风车可以发电，燃烧汽油可用以推动汽车，使用瓦斯可以烹调、取暖，凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。

至於能源存在於自然界中，不需经过转换处理，直接可用的称为「初级能源」［Primary Energy］，例如太阳能、水力等，但凡必须经过转换才可提供使用的能源，称之为「次级能源」［Secondary Energy］，例如：汽油、电能等。

【各类能源转换系统图】

能源的种类众多，近年来，无论核分裂(fission)、核融合(fusion)和太阳能的研究发展，均呈现出一片蓬勃景象，但目前依赖最重，使用最多的还是化石性燃料［Fossil fuel］，如煤、石油和天然气等，占有90％以上的今日能源供应市场由於这类燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均，使用时又污染严重，鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术，预计化石燃料尚可以维持在能源主流的地位直至本世纪之末，因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料，并加紧改良现有能源的利用技术。

由於人口增加，每人耗费的能源用量也不断升高，但自然界的能源蕴藏并非无穷，於传统能源逐渐枯竭之际，［目前的估计是煤大约可再维持100年左右，石油、天然气亦只有数十年的存量］，对各种形式再生能源的开发研究正被各国重视，现今社会人类终於体悟到能源不容我们的任意挥霍，因此除了积极开发新能源、改善能源利用的效率外，也应研究如何在不降低生活水准、不减缓工业发进步及经济成长的前题下，努力节约能源。

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地球的能源

一、 地球上可取用的能源：

1. 人类在地球上可取用的能源，绝大部分来自太阳能，如化石燃料(包括石油、煤、天然气)、水 力、风力、生质能。

2. 小部分来自於核能，这是源自於宇宙的演化过程，在地球形成时就已存在的放射性元素，例如铀。

3. 余下的小量来自於地热(地球内部的热量)和月球运动引致的潮汐作用。

二、 能源分类：

地球能源若依起源来分类，可区分成自有能源和外来能源(来自外太空)两种。自有能源主要包括地热和核燃料；外来能源主要包括月球能(月球对地球之万有引力作用而产生潮汐能)和太阳能等。若依使用结果来分类，可分为：

1. 再生能源（非耗竭能源）：太阳能、水力、风力、生质能、潮汐、地热、海浪能、海洋热能转换、核融合能等能源，在短期内能自行补充，能反覆使用持续供应者 ，称之。

2. 非再生能源（耗竭能源）：煤、石油、天然气、废热、铀等能源，用过即无的，必须另外设法开发转换采取，无法自行补充者，称之。

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能源的开发与应用：

一、 太阳：

1. 每年照射到地球表面的太阳能，估计为1.78×1017瓦-年，约为目前全世界每年所需能量的一万多倍。

2. 其中有30%之太阳能被反射回太空。

3. 约有50%为地球表面吸收后，再重新辐射出去，因此得以维持地球表面的温度。

4. 约20%的太阳能将地表的水蒸发成水蒸气，形成云、雨及空气的流动(水力和风力的由来)，同时也造成海洋表面和底层的温差。

5. 只有很小的比例(约0.06%)用於进行植物生长所需的光合作用，太阳能被转化储存在植物体内碳氢化合物的化学能。

6. 太阳能可经由太阳电池直接转换为电能，或是利用反射镜，将太阳光焦聚直接转换为热能。直接取用的太阳能，没有造成任何污染，是非常乾净的能源。(但成本高，经济价值不高，仅适合在沙漠或偏远地带)。

【太阳能板】

二、 水力与风力发电：

本质上都是太阳能的间接利用，发电过程不会产生污染性废物，是相当理想的清洁能源。(在开发中国家，水力发电资源已趋饱和。且造成对生态环境的影响广受争议，风力发电之风车叶片会产生很大的噪音，使人不安，且对自然景观有负面的影响。)

【风力发电】

三、 潮汐与地热发电：

潮汐发电以及地热发电都是善於利用地区和地形的特性，以产生乾净能源。

【潮汐发电】

四、 生质能的应用：

植物本身、农作物的残渣、动物牲畜的排泄物等，可经化学处理合成为液体燃料，或经微生物的发酵作用产生沼气，可用於燃烧产生热能，这种能量称为生质能。

利用甘蔗或玉米可制成酒精，是当今最主要的生质能能源。而生质能的供应需要依赖大面积种植，因此制作成本甚高，不适合地狭人稠的国家。尽管如此，生质能仍是一个值得选择的替代化石燃料的能源。酒精燃烧固然会产生二氧化碳，但因大量植物的种植，经由光合作用，可回收大气中的二氧化碳而达到平衡。

五、 核能反应发电：

核能和一般火力发电一样，从特定的燃料中，发出大量的能，利用核反应产生巨大的核能，制造高温高压的蒸气或气体，导入输机，驱动发电组发电。

核能所用的燃料，乃是可分裂或融合的放射性物质，例如铀235、钸239、铀233等

核能在近年来由於日本和法国研究发展快滋生核反应炉，利用快速中子撞击铀-238，使转化成可分裂的钸-239，作为核反应的燃料。使先前含量高达99.3%的铀-238，可充分的利用。

核分裂：核能的产生首先是以中子撞击可分裂物［如铀235］使分裂，变成钡及氪等原子，并发出能量以及快速中子，这些中子又会去撞击旁的铀原子核使分裂进行下去，称为连锁反应［或链反应］，为了有效控制反应速率，因此需要「缓和剂」［例如水、石磨、重水等］来吸收中子的能量，使之减速，以及「控制棒」［例如锆金属管中贮存石墨等可以吸收中子的物质］以使参与反应的中子数降低，直到反应以等速进行，反应时发出的能量是靠「冷却剂」来移走，常用的冷却剂有二氧化碳、水、氦、液态钠等，冷却剂流经「热交换器」把热量送出制造高温蒸气，送往汽机，产生动力。

核融合：目前人类只会应用融合时的巨大核能，当作杀伤武器［如氢弹］，由於核子融合［聚变］往往需要摄氏1亿度的高温因此欲将核融合发电，投入的能量比发出的多，迄今能停於研究阶段，但是核融合的生成物很安全，燃料又便宜［例如1m3的水电解所得的天然重氢，采融合反应所发的核能，就超过200吨石油的能量］，所以核融合发电仍是很有发展潜力。

核分裂式的反应器种类很多，例如：

1. 沸水反应器［BWR，Boiling Water Reactor］，以水为冷却剂及缓和剂，让水在炉心沸腾，所生蒸气亦可直接通往汽涡轮发电机。

2. 压水反应器［PWR，Pressurized Water Reactor］，以水为冷却剂及缓和剂，并加压不使水沸腾，极高温的水经热交换器把热量送出，以供制造蒸气，发往汽涡轮发电机发电。

3. 气冷反应器［GCR，Gas-Cooled Reactor］，以气体为冷却剂，以石墨为缓和剂，产生能量亦经热交换器送出。

4. 重水反应器［HWR，Heavy-Water Reactor］，以重水为缓和剂，又分「重水气冷式［HWGCR］」即气体冷却，「沸腾轻水式［HWLWR］」即重水缓和，一般水冷却及「加压重水式［PHWR］」即以重水为缓和剂及冷却剂并加压。

5. 高温反应器［HTR HTGR，High Temperature Reactor］，采用稀有气体为冷却剂，核心采用陶瓷材料，通常采用石墨为缓和剂，其冷却剂出口温度甚高。

6. 钠冷却反应器［Sodium-Cooled Reactor］，以液态钠为冷却剂。

7. 轻水反应器［LWR，Light-Wter Reactor］以天然纯水为冷却剂，分沸水式［SWR］及压水式［PWR］。

8. 快孳生反应器［FBR，Fast Breeder Reactor］，能进行快速孳生［使铀包围钸经反应后，除发出能量，兼产生钸239，产生的可分裂放射性物多於所分裂的反应物］，以液态钠或钠钾为冷却剂，反应生成物仍可再利用。

国内核能发电厂有三，其中金山、国圣附近的核能一厂、二厂所采用的反应器是沸水式，垦丁附近的三厂采用的是压水式。这三个核能电厂发电机组之装机容量，分别为核一厂636MW，核二厂两部各985MW，核三厂两部各951MW。

核能发电成本较火力为低，以核一厂为例每度约4角，燃煤［以深澳、南部火力为例］约每度1元，燃油［以协和、大林火力为例］约每度1.5元。

六、 石油和天然气：

人类应用的最多，依赖得最重的能源，就是石油［又称原油］，由於石油和天然气往往相伴而生，又可互相转化或代用，是所有能源中最方便使用的燃料，它可视需要量的多寡而调节生产量，便於输送，也便於储藏，可直接燃烧用於发电或驱动引擎。因此通称之为「油气」，目前在估计石油之蕴藏及产量时，也往往将天然气，合并计算。(可惜地球的蕴藏量有限，人们开采使用石油的速率远远超过它形成的速率。)

石油和天然气不仅是优良的燃料，而且可供做化工生产之原料［如制造肥料等］。石油经沈淀、过滤、离心处理去除水份及固体，再送入蒸馏槽加温，可依次分馏出各种汽化气约200℃时，汽油已经完全分馏出，称为「分馏汽油」，然后再增高温度可分馏出灯油、轻油、机油、重油等，剩下沥青；轻油及重油在高温高压之下再予化学处理又可得汽油，称为「分解汽油」，总共自石油中可提炼日汽油量约30%。

汽油又是目前机械动力最主要的来源，交通工具［车、船、飞机等］大多以汽油为燃料，汽油含碳83~85%、氢14~15%，另含硫磺、抗燥剂等，在10℃遇火即燃，380℃时能自然，燃烧时空气与汽油之混合比为14.5：1，每燃烧1公斤汽油可发出热量约1万千卡。

天然气开发利用较晚，但蕴藏丰富，使用方便且污染较不严重，而且用途广泛，因此能源价值日益升高。天然气是自然界一切天然生成可燃性气体的统称，譬如火山、温泉、矿山、油田、煤田之气体以及地下腐败物质发酵生成之气体，主要成分可说是各类碳氢化合物［ 如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等］及硫化氢等。

天然气液化卸称为液化天然气［LNG］，液化是为了缩小体积以利运送及贮存，一般而言，液化天然气主要成分是甲烷。若将丙烷、丁烷液化则称为液化石油气［LPG］，俗称煤气，常用做城市住宅工商加热取暖之燃料。目前各国有大量采用天然气取代石油之趋势！

七、 煤：

能源危机主要的是因为石油蕴藏日益短少之故，而煤和石油同样是开发使用历史悠久的燃料，更因为煤具有存量丰富、用途广泛之优点，因此在发电及工业加热应用上，也常用来取代石油，煤及古代植物，埋在地下经长时间作用碳化而成，煤可分无烟煤、烟煤、次烟煤、褐煤等，发热量每磅约可发6300~14000英热单位，比重在1.25~1.7之间，比热在351℉以下约1.32B.T.U./磅℉。

直接利用系采用各种燃烧器［煤炉］，转化利用是经液化或气化等手续，先把煤变成燃气或液化燃料［如乙炔、醇类、汽油等］再燃烧使用，加工处理是把煤研磨成煤粉，炼成焦煤，制成碳原料或制煤、油混合燃料，以供燃用。

煤燃烧所产生的污染比石油和天然气严重得多，不过近年来工业界已积极在研究如何将煤转化成便宜的、清洁的液体燃料，或转化为可燃气体，以提升煤的应用价值。

目前世界各留大多设法多用煤、天然气，核能及其他能源，以减轻对石油的依赖；我国在能源供应之长期规画中；亦预备将来提高煤、天然气、核能之供应，预定增加情形为煤11.6%，天然气5%，核能7.3%。

八、 化石燃料：

动植物死亡后，埋葬在地下，经过数百万年以上的地压、地热和细菌引致的化学变化后，累积形成煤、石油、天然气等化石燃料。目前全世界每年消耗的能量约有90%来自於化石能源，其余主要由核能和水力发电提供。

【化石能源形成过程】

http://ge.tcivs.tc.edu.tw/kinds/summary.html

参考.

---生物质能与核能

能源是人类藉以克服困难，维持生存的原动力，譬如太阳给我们光热，风吹动风车可以发电，燃烧汽油可用以推动汽车，使用瓦斯可以烹调、取暖，凡此种种如太阳、风、汽油、瓦斯等都是能源。近年来，无论核分裂、核融合和太阳能的研究发展，均呈现出一片蓬勃景象，但今日能源供应市场燃料其蕴藏量有限且日益枯竭、分布不均，使用时又污染严重，鉴於目前已经投置的生产设备和应用技术，预计主能源维持在能源主流的地位直至本世纪之末，因此人类当务之急便是寻求更好用的燃料，并加紧改良现有能源的利用技术。下面是未来应用较广泛的两种新能源。

一、新能源之生物质能

生物质能是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。 而所谓生物质能，就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能 量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可 转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、动物和微生物等可以生长的有机物中，它是由太阳能转化 而来的。

1、生物质能的特点

1) 可再生性生物质属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,资源丰富,可保证能源的永续利用；

2) 低污染性生物质的硫含量、氮含量低； 生物质作为燃料时，由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量， 因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应；

3) 广泛分布性 缺乏煤炭的地域，可充分利用生物质能；

4) 生物质燃料总量十分丰富。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的十倍。

2、生物质能的分类

依据来源的不同，可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等。林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源，包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等。农业生物质能资源是指农业作物；农业生产过程中的 废弃物，如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆。工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排 出的废水等，其中都富含有机物。 城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾，商业、服务业垃圾和 少量建筑业垃圾等固体废物构成。

1、 光与热的转换。如太阳能热水器、太阳能灶等。

2、 光与电的转换，如太阳能电池板、太阳能车、船等。 太阳能清洁能源是将太阳的光能转换成为其他形式的热能、电能、化学能，能源转换过程中不产生其他有害的气体或固体废料，是一种环保、安全、无污染、的新型能源。

海洋能指依附在海水中的可再生能源，海洋通过各种物理过程接收、储存和散发能量，这些能量以潮汐、波浪、温度差、盐度梯度、海流等形式存在于海洋之中。

1、潮汐能 2、波浪能 3、海水温差能

4、盐差能 5、海流能

地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦。风能资源受地形的影响较大，世界风能资源多集中在沿海和开阔大陆的收缩地带。在自然界中，风是一种可再生、无污染而且储量巨大的能源。随着全球气候变暖和能源危机，各国都在加紧对风力的开发和利用，尽量减少二氧化碳等温室气体的排放，保护我们赖以生存的地球。

风能的利用主要是以风能作动力和风力发电两种形式，其中又以风力发电为主。以风能作动力，就是利用风来直接带动各种机械装置，如带动水泵提水等这种风力发动机的优点是：投资少、工效高、经济耐用。

1所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此在能源工业中氢是极好的传热载体。

2氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75％，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。

3除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍。

4氢燃烧性能好，点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且燃点高，燃烧速度快。

5氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境巨，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。

生物能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式，一种以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于植物的光合作用，在各种可再生能源中，生物质是独特的，它是贮存的太阳能，更是一种唯一可再生的碳源，可转化成常规的固态、液态和气态燃料。所有生物质都有一定的能量,而作为能源利用的主要是农林业的副产品及其加工残余物,也包括人畜分粪便和有机废弃物.生物质能为人类提供了基本燃料。

生物能具备下列优点:

(1)提供低硫燃料，

(2)提供廉价能源(于某些条件下)，

(3)将有机物转化成燃料可减少环境公害(例如，垃圾燃料)，

(4)与其他非传统性能源相比较，技术上的难题较少。

至于其缺点有:

(1)植物仅能将极少量的太阳能转化成有机物，

(2)单位土地面的有机物能量偏低，

(3)缺乏适合栽种植物的土地，

地热能是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达摄氏7000度，而在80至100公英里的深度处，温度会降至摄氏650度至1200度。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。

1、200～400℃直接发电及综合利用；

2、150～200℃双循环发电，制冷，工业干燥，工业热加工；

3、100～150℃双循环发电，供暖，制冷，工业干燥，脱水加工，回收盐类，罐头食品；

4、50～100℃供暖，温室，家庭用热水，工业干燥；

5、20～50℃沐浴，水产养殖，饲养牲畜，土壤加温，脱水加工。

现在许多国家为了提高地热利用率，而采用梯级开发和综合利用的办法，如热电联产联供，热电冷三联产，先供暖后养殖等。

地热发电

蒸汽型地热发电

热水型地热发电

地热供暖

地热务农

地热行医

水能是一种可再生能源，是清洁能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源。广义的水能资源包括河流水能、潮汐水能、波浪能、海流能等能量资源；狭义的水能资源指河流的水能资源。是常规能源,一次能源。水不仅可以直接被人类利用，它还是能量的载体。太阳能驱动地球上水循环，使之持续进行。地表水的流动是重要的一环，在落差大、流量大的地区，水能资源丰富。随着矿物燃料的日渐减少，水能是非常重要且前景广阔的替代资源。目前世界上水力发电还处于起步阶段。河流、潮汐、波浪以及涌浪等水运动均可以用来发电。

包括常规能源的清洁利用，如煤的气化和液化；可再生能源如太阳能、风能、水能、海洋能、地热能、生物能的利用；以及新能源（如氢燃料）的开发。氢燃料的发热值为同等重量碳的4倍，燃料产物是水，对环境无污染，是未来理想的清洁能源。

核能虽然属于清洁能源，但消耗铀燃料，不是可再生能源，投资较高，而且几乎所有的国家，包括技术和管理最先进的国家，都不能保证核电站的绝对安全，前苏联的切尔诺贝利事故和美国的三里岛事故影响都非常大，日本也出现过核泄漏事故，核电站尤其是战争或恐怖主义袭击的主要目标，遭到袭击后可能会产生严重的后果，所以目前发达国家都在缓建核电站，德国准备逐渐关闭目前所有的核电站，以可再生能源代替，但可再生能源的成本比其他能源要高。

可再生能源是最理想的能源，可以不受能源短缺的影响，但也受自然条件的影响，如需要有水力、风力、太阳能资源，而且最主要的是投资和维护费用高，效率低，所以发出的电成本高，现在许多科学家在积极寻找提高利用可再生能源效率的方法，相信随着地球资源的短缺，可再生能源将发挥越来越大的作用。

随着世界各国对能源需求的不断增长和环境保护的日益加强，清洁能源的推广应用已成必然趋势。专家预测，由于天然气联合循环发电具有高效、运行灵活、投资少和建设时间短等优势，其发电占全世界发电燃料的比例，将从2003年的19％增加到2030年的22％。2003～2030年，天然气发电装机容量将增加10．7亿千瓦，占全球发电装机容量的比例将从27％增加到33％。核电发展也呈现提升势头。展望未来，2003～2030年，国际上核电装机容量将从3．61亿千瓦增加到4．38亿千瓦。其中，中国、印度和俄罗斯核电装机容量增加最多。全世界核电发电量将从2003年的2．5万亿千瓦时，增加到2030年的3．3万亿千瓦时。水电及其他清洁能源发电均有望提高。到2030年，联网的水电和其他清洁能源发电装机容量将比2003年增加5．53亿千瓦。这其中，大部分的增长来自亚洲国家的大型水电。中国将是水电增加最多的国家，印度、老挝和越南都有开发水电的计划。而受高油价等因素影响，用燃油发电占全世界发电的比例将从2003年的10％降低到2030年的7％。

国家政府对清洁能源的关注

国务院总理在政府工作报告中把积极发展核电、风电、太阳能发电等清洁能源作为今年的主要任务之一。全国政协常委、国家能源局局长张国宝对此表示，从长期来看，改善我国能源结构，必须积极发展可再生能源和新能源，不断提高清洁能源在我国一次能源消费中的比重。记者从青海代表团了解到，鉴于国家能源战略的提升，青海正在积极推进开发风能等可再生资源。初步估算，青海省总的风能资源技术可开发量约为1128.363万千瓦，资源很丰富，但目前开发利用率非常低，大规模并网风电场尚未开发。目前，青海已将29个风电场列入该省中长期风电场发展规划。同时还在开展青海湖、过马营等7个风电场的可行性研究工作。

全国人大代表、中国可再生能源学会副理事长、皇明太阳能集团有限公司董事长黄鸣在接受本报记者采访时说，时隔十多年再开全国能源会以及温总理在政府工作报告中的相关表述表明，目前国家对能源领域极为关注。当前国家正积极推进能源结构的调整，这对于可再生能源来说是难得的发展机遇

“苏联哲学教科书体系”、“斯大林教条体系”或“传统

体系”等, 从这些提法中我们不难看出人们对该体系

的反思和试图冲破它的理论努力。这一切当然是建

立在人们对“马克思主义哲学体系”到底指什么的理

论思考基础上, 但同时, 也是更为根本的原因是: 我

国现行的马克思主义哲学体系直接来源于苏联马克

思主义哲学体系。这样, 我们对苏联哲学界关于马克

思主义哲学体系问题的讨论作一梳理就具有十分重

要的理论意义和实践意义了。

一、苏联马克思主义哲学体系的形成

通常人们把苏联马克思主义哲学体系和斯大林

的名字联系在一起, 原因是: 斯大林的《辩证唯物主

义和历史唯物主义》教科书为马克思主义哲学所构

造的理论体系, 影响了一整个历史时期。实际上, 斯

大林的思想并不是理论的“空中楼阁”, 而是直接来

源于列宁和普列汉诺夫等人的思想。

普列汉诺夫这位被列宁称为“从彻底的辩证唯

物主义观点批判过修正主义者”“滥调”“的唯一马克

思主义者”[ 1 ] (P31) , 以其《论一元论历史观之发展》

(1895 年)“对辩证唯物主义做了极其完美的有价值

的阐述”,“培养了整整一代俄国马克思主义

者”[ 2 ] (P67) [ 3 ] (P308) , 他的思想无疑会对后来列宁和斯大

林的思想产生了深刻的影响。

普列汉诺夫是较早的正式使用辩证唯物主义这

一科学术语来概括马克思主义哲学体系的哲学家。

他认为, 最新的唯物主义即辩证唯物主义真正科学

地解决了哲学基本问题, 因而是唯一彻底的和最先

进的哲学体系。他说:“马克思恩格斯的唯物主义世

界观⋯⋯既包括自然界, 也包括历史。无论在自然界

或是历史方面, 这种世界观‘都是本质上辨证性的’。

这个形容词不是说明唯物主义的特征, 而只是表明

应用它去解释的那些领域之一。”[ 4 ] (P311) 普列汉诺夫

在其他场合也用其它不同的说法来表达这个意思,

说历史唯物主义不过是以“宇宙”为出发点的唯物辩

证法在社会学方面的应用。为此, 他强调说“存在的

收稿日期: 2001—06—25

·1·

只是一个‘体系’——辩证唯物主义体系, 在这个体

系中既有政治经济学, 也有对历史唯物主义过程的

科学解释, 还有别的许多东西”。[ 4 ] (P106) 这样,“辩证

唯物主义”就几乎成了马克思主义哲学体系的代名

词。他的这一思想直接影响了列宁。

1909 年发表的《唯物主义和经验批判主义》中,

列宁在批判马赫主义过程中阐明马克思主义哲学的

理论体系, 尤其是它的认识论体系, 列宁指出, 马克

思主义哲学整体是由“一整块钢铁铸成”的, 其中“决

不可去掉任何一个基本前提、任何一个重要部分, 不

然就会离开客观真理”[ 5 ] (P332—335)。1913—1917 年, 列

宁在其《马克思主义的三个来源和组成部分》、《卡尔

- 马克思》中总结和概述了马克思主义的理论体系,

清楚地阐明了马克思主义哲学体系的几个组成部

分: 唯物主义、辩证法、唯物主义历史观以及阶级斗

争。后来在《哲学笔记》中, 列宁提出了一些哲学体系

的纲要, 其中《辩证法的要素》可以说是马克思主义

哲学体系的雏形。[ 6 ] (P276) 他第一次明确提出,“在《资

本论》中, 唯物主义的逻辑、辩证法和认识论[不必要

三个词: 它们是同一个东西] 都应用于一门的科

学”。[ 6 ] (P290) 这就给我们提供了构建马克思主义哲学

体系的基本原则——唯物主义的逻辑、辩证法和认

识论是“同一个东西”。

可见, 普列汉诺夫和列宁都强调了辩证法在整

个马克思主义哲学体系中的重要意义都把历史唯

物主义看成是辩证法在历史领域的应用。不同的是,

前者更强调唯物主义方面, 而后者更强调辩证法方

面。此外, 列宁更强调了马克思主义哲学的整体性,

并没有像普列汉诺夫那样将马克思主义哲学体系直

接称为“辩证唯物主义体系”, 而是提出了建立马克

思主义哲学体系的任务, 并为此作了大量的理论准

备工作。这些都为斯大林建立马克思主义哲学体系

提供了条件。

20 世纪30 年代, 斯大林的《辩证唯物主义和历

史唯物主义》一书, 将马克思主义哲学在内容上分为

辩证法(概括为四个特征)、唯物主义(归纳为三个方

面) 和历史唯物主义(认为历史唯物主义是辩证唯物

主义在社会历史领域的推广和运用) 三个部分, 并采

用单调的叙述方法: 一律先叙述基本原理, 然后用具

体的事例对原理加以说明。这本书, 原是作为《苏联

共产党(布) 历史简明教程》第四章第二节的内容。后

来因加上上述书名, 以单行本的方式发行, 而立即被

誉为“马克思主义哲学的顶峰”, 以后, 苏联大多数哲

学教科书的编写都以此为蓝本,“辩证唯物主义和历

史唯物主义”也成了马克思主义哲学体系的代名词。

苏联模式的马克思主义哲学体系以此为标志正

式形成。

考察它形成的过程, 尤其是其理论来源——普

列汉诺夫和列宁的思想, 不难发现:

首先, 将马克思主义哲学体系在内容上划分为

三大部分, 即辩证法、唯物主义和历史唯物主义, 并

不是斯大林的首创, 列宁在写作《马克思主义的三个

来源和三个组成部分》以及《卡尔- 马克思》等哲学

专著时, 也明显地排列出了: 哲学唯物主义、辩证法、

唯物主义历史观的次序, 后来的苏联哲学家基本上

沿用了列宁阐述马克思主义哲学体系的方法, 撰写

了不少有分量的马克思主义哲学教科书和专著。斯

大林写于1906 年的《无政府主义还是社会主义?》就

已经包括三个部分:“辩证方法”、“唯物主义理论”、

“无产阶级的社会主义”, 从体系上与《辩证唯物主义

与历史唯物主义》是相似的。

其次, 斯大林在分别论述辩证法的四个基本特

征(联系、运动变化、发展和矛盾说) , 也是与列宁对

辩证法的论述思想分不开的, 只是将列宁的“辩证法

是核心”的思想片面地理解为“辩证法是方法”而将

唯物主义概括为三个基本特征, 则直接来源于列宁

的《唯物主义与经验批判主义》的前三章, 在这里, 列

宁分别讲了唯物主义的三个基本问题: 物质和意识

何为第一性, 物质的可认识性, 世界的本源。这三个

问题恰恰是斯大林概括的唯物主义的三个基本特征

的全部内容, 所不同的只是次序的改变。

再次, 在具体论述历史唯物主义时, 斯大林下了

一个定义:“历史唯物主义就是把辩证唯物主义的原

理推广去研究社会生活, 把辩证唯物主义的原理应

用与社会生活现象, 应用于社会, 应用于研究社会历

史。”这种“推广说”也是斯大林后来遭到批判的热

点, 但是, 我们必须知道, 这种推广说是来源于普列

汉诺夫和列宁的应用说的。普列汉诺夫在《论一元论

历史观之发展》和《唯物主义史论丛》等书中多次讲

到应用说而列宁在1913 年的《马克思主义的三个

来源和三个组成部分》中, 就明明白白写道:“马克思

加深和发展了哲学唯物主义, 使它成为完备的唯物

主义哲学, 把唯物主义对自然界的认识推广到人类

社会的认识。马克思的历史唯物主义是科学思想中

的最大成果。”[ 5 ] (P443) 对照斯大林和普列汉诺夫及列

宁的论述, 可见他们之间无多大原则差异, 可见斯大

林对两位前人的继承性。

最后, 也是最重要的是, 斯大林直接把马克思主

义哲学体系由“辩证唯物主义”体系演变为“辩证唯

物主义和历史唯物主义”体系, 也是来源于普列汉诺

夫和列宁。因为, 1906 年在写《无政府主义还是社会

主义?》时, 斯大林还深受普列汉诺夫的影响, 认为:

·2·

“马克思主义⋯⋯是一个哲学体系, ⋯⋯这个哲学体

系叫做辩证唯物主义。”“为什么叫做辩证唯物主义

呢? 因为它的方法是辨证的, 而理论是唯物

的。”[ 7 ] (P274) (后面一句话与《辩证唯物主义和历史唯

物主义》中的说法相同。) 又由于普列汉诺夫和列宁,

尤其后者多次强调马克思主义哲学体系的完整性

(如前所述) , 作为学生辈的斯大林当然就会继承前

人的思想甚至论述的方法, 于是就提供了《辩证唯物

主义历史唯物主义》的体系模式: 把马克思主义哲学

明确地分成辩证唯物主义和历史唯物主义两大部

分, 分成辩证法、唯物主义、历史唯物主义几大块。在

这样的“板块结构”中, 辩证法是方法, 唯物主义是理

论, 历史唯物主义是辩证唯物主义在社会历史领域

的推广。

综上所述, 斯大林提供的体系模式的最大特点

是“推广说”和“板块说”, 而这些都是在不同程度上

来源于普列汉诺夫和列宁的思想, 只不过, 其中有斯

大林对他们的误读。

实际上, 综观20、30 年代苏联哲学界, 由于机械

论和德波林学派的两次论战, 几乎所有的哲学专著

和教科书都是专题性的, 此时的辩证法、唯物论、历

史唯物主义都是分块论述就不足为奇。从最早的布

哈林的《历史唯物主义》(1921 年)、希洛可夫《辩证

唯物主义》(1931 年) , 到米丁的《辩证唯物主义和历

史唯物主义》(上册, 1932 年)、罗森塔尔《唯物辩证

法》(1936 年) , 这一时期的苏联哲学家的确都是把

辩证法、唯物主义、历史唯物主义分成独立的研究课

题而著书立说。斯大林1938 年撰写的《辩证唯物主

义和历史唯物主义》不能不受这些专著的影响。后者

只不过把各个组成部分综合在一起, 以完成列宁所

提出马克思主义哲学“一块整钢”的理论体系建构任

务, 并揭示“一块整钢”各个组成部分的内在联系。只

是, 现在看起来, 这个任务完成得并不圆满, 甚至可

以说问题颇多。

二、苏联模式马克思主义哲学体系的演化

我们常以斯大林的体系模式代称苏联体系模

式, 是为了说明它的影响之巨大和深刻。尔后, 几乎

所有的马克思主义哲学教科书都是按斯大林体系的

标准来编排的, 而且这种状况并不因为斯大林的逝

世和后期对他的批判而终止。但这正如苏联哲学家

叶夫格拉弗夫在他的《苏联哲学史》中所说,“不能

说”苏联的“马克思主义哲学没有取得任何进展”, 实

际上, 在这期间和以后都有许多哲学家, 极具勇气地

指出了斯大林体系的不足和缺陷, 并试图从不同的

方面去建构新的他们认为更为科学的马克思主义哲

学体系, 他们的理论活动构成了苏联马克思主义哲

学体系的演化空间, 如果我们把他们“排除在理论界

限之外, 从历史角度看, 那将是不公正的”。[ 8 ] (P135)

这一演化过程从20 世纪40 年代一直延续到

70、80 年代, 其中能够突破斯大林体系的是以凯德

洛夫和科普宁为代表的“认识论派”。前者从斯大林

的论述方法和具体论述内容出发反对斯大林的体

系后者甚至提出马克思主义哲学体系不是辩证唯

物主义和历史唯物主义, 而是认识论。

早在1947 年, 凯德洛夫就开始反对斯大林的

“原理加例子”式的体系论述方法。1955 年, 他在题

为《论自然科学中的几个基本哲学问题》的报告中再

次指出:“现有的辩证唯物主义著作的缺点, 在于没

有深刻领会列宁⋯⋯的指示⋯⋯这种例子堆砌的错

误做法不是别的, 正是对待问题的教条主义态

度”。[ 9 ]1977 年, 在题为《论辩证法的叙述方法——

从抽象上升到具体》的报告中, 他指出, 哲学体系(尤

其是辩证法体系) 的学术方法应该是首先找出其“细

胞”, 然后以这个“细胞”为起点, 研究其最高级、最发

达的形式, 最后形成理论体系。他的这一思想当然遭

到了苏联大部分哲学家的反对, 包括米丁、亚历山大

洛夫和康斯坦丁诺夫等人的激烈反对, 他们编著的

一系列教科书基本上都是严格按照斯大林所提供的

体系叙述方法, 即先叙述原理, 然后加上例子。但是

在凯德洛夫看来, 这没有严格而彻底的遵循列宁关

于辩证法、逻辑和唯物主义认识论三者一致的思想,

所以也就无法完成列宁提出的将唯物辩证法乃至整

个马克思主义哲学系统化的任务。

凯德洛夫还对斯大林体系的具体结构提出了批

评。他说, 应该放弃斯大林的小册子结构, 系统阐述

辩证唯物主义这门科学的书,“绝不能按照先讲辨证

方法的四个特征、后讲哲学唯物主义的三个特征的

结构”来安排, 如果这样做, 辩证唯物主义的许多重

要内容和范畴就得不到应有的重视(如否定之否定

规律的长期被忽视)。他在《“否定之否定”规律》一文

中详细论述了否定之否定规律在唯物主义辩证法中

应占有的地位。这实际上是对斯大林体系的“板块结

构”的简单性提出了批评, 并试图冲破这种板块, 填

补新的内容。

在对斯大林体系的单调的叙述方法和简单的分

块“体系”结构提出反对意见后, 凯德洛夫进一步指

出, 斯大林体系的严重缺陷还在于: 把辩证法和唯物

主义割裂开来、以虚无主义的态度对待马克思以前

的哲学和“过低估计列宁的哲学遗产”, 他认为, 按照

列宁辩证法、逻辑和认识论三者统一的思想就意味

着: 不能撇开认识论问题而从纯方法论角度提出哲

学问题, 也不能完全撇开认识方法问题而从认识论

·3·

上提出问题。这就提出了他一贯的观点: 不能否认辩

证法是逻辑和认识论。

凯德洛夫的这一思想得到了科普宁的支持和发

展。1962 年, 科普宁就在一个哲学讨论会上批评了

对科学认识论问题研究甚少的现状1971 年, 他在

《马克思列宁主义认识论与现代科学》一文中, 提出

必须把唯物辩证法看做开放的体系, 适应新的条件

改变其形式。问题不在于在马克思主义哲学范畴体

系中做出个别改动, 而在于“对现代科学知识做出更

基本、更全面的哲学综合, 其结果是发展和丰富唯物

辩证法的全部规律和范畴”, 其中也包括提出新范

畴。他在1973 年出版的《作为逻辑和认识论的辩证

法》、《辩证法、逻辑、科学》和《马克思主义认识论导

论》就是从分析现代自然科学认识的范畴结构方面

着手, 制定唯物辩证法的体系。他说:“马克思列宁主

义哲学既是世界观、方法也是认识论。”“世界观作为

方法和认识论而起作用, 马克思主义哲学的全部规

律和范畴都是如此, 它们具有客观的内容并作为认

识现实的现象的方法和理论。”“作为世界观、方法的

全部马克思主义哲学, 也是认识论”[ 10 ] (P37—38)。科普

宁认为“马克思主义哲学不是把自然界的规律搬到

社会, 也不是相反的把社会的规律搬到自然界⋯⋯

不是把社会规律搬到自然界而成为普遍规律, 而是

社会规律的知识是发现自然界和社会的普遍规律的

必要前提”辩证唯物主义“也不是直接地研究存在

及其形式, 而是把它们看做人的感性的、物质的、革

命批判的实践活动的客体, 所以它也是研究社会发

展的规律, 因此它同时也是历史唯物主义, 它从理论

上论证了作为社会思想的共产主义”。这样, 科普宁

就在认识论的意义上把历史唯物主义和辩证唯物主

义看成是同一的东西了, 它们本身是关于存在规律

和形式的学说, 即“大写字母的逻辑”。这显然是对斯

大林体系的“推广说”的突破, 更是对“辩证唯物主义

和历史唯物主义”体系的重大突破。难怪他的反对者

米丁和康斯坦丁诺夫等人指责他想把马克思主义哲

学只归结为逻辑和认识论没有强调马克思主义哲

学的世界观意义。

但是科普宁并没有被他的反对者所吓倒, 他和

凯德洛夫一样, 尽管遭到无情的批判(尤其是在早

期) , 但他一直坚持自己的观点。由于共同理论旨趣,

二人多次互相支持, 共同对有关马克思主义哲学体

系的许多重大理论问题提出了不同于斯大林体系的

观点: 比如马克思主义哲学的对象问题(是否是“整

个世界”? 科普宁等持反对态度, 参见凯德洛夫《论

“整个世界”是马克思主义哲学的对象的这一提法》

莫斯科1979 年) 以及与之相关的马克思主义哲学与

自然科学的关系问题(科普宁等认为如果自然科学

没有给哲学提供必要的材料, 那哲学只能用自己的

手段即抽象的思维去臆造。参见科普宁《科学的认识

论基础和逻辑基础》莫斯科1974 年, 第387 页)、实

践和认识的问题(科普宁认为实践与认识是统一的,

实践本身是认识的要素, 而认识又是实践的活动的

组成部分, 这就与把实践定义为人类改造周围世界

的物质活动是很不相同的)、人的问题(科普宁是最

早重视研究人的问题的苏联哲学家之一, 他说“世界

观的对象是‘人和周围世界’的关系, 它力图解决处

在周围自然界相互关系之中、处在同对自然界运动

的普遍规律的理解的紧密联系中的人的问题”, 世界

观包括哲学的基本问题、发展观和历史观, 这些问题

的解决“归根到底服从于人及其存在的问题的解

决”。参见科普宁《科学的认识论基础和逻辑基础》第

21、27 页)。

由于对这些问题的不同于斯大林体系的回答,

使得凯德洛夫和科普宁被认定为“认识论派”的代表

人物, 但是, 必须指出的是, 在斯大林体系的演化过

程中, 起着“突破”体系作用的哲学家不只是认识论

派的人物, 如早在60 年代, 鲁特凯维奇就以自己的

观点反对斯大林体系中将马克思主义哲学体系仅仅

看成是辩证唯物主义和历史唯物主义相加, 而后者

是前者在社会历史领域的推广说, 对马克思主义哲

学可以做广义的解释, 即它是由各门哲学学科组成

的体系。这一体系包括: 辩证唯物主义、历史唯物主

义、自然科学的哲学问题、逻辑、美学、伦理学、科学

无神论和哲学史。到了70、80 年代, 阿列克谢耶夫的

《辩证唯物主义的对象、结构和职能》(1978 年) 和杰

明娜主编的《作为体系的马克思列宁主义哲学》

( 1981 年) 等, 也都表达了同鲁特凯维奇相似的观

点。哲学家麦柳欣直接说: 不应当把马克思主义哲学

仅仅同辩证唯物主义和历史唯物主义等同起来。可

以看出他们对体系的理解既不同于斯大林体系, 也

不同于认识论体系。就是那些坚决拥护斯大林体系

的哲学家, 随着斯大林的逝世和苏联后期的非斯大

林化运动, 也开始认识到了斯大林体系的弊病, 并作

出程度不同的反应, 如康斯坦丁诺夫主编的《历史唯

物主义》在1953 年出第二版的时候, 在内容和结构

上已比过去有较大改动(如有关人民群众和个人在

历史上的作用等, 体现了反对个人崇拜的精神)

1958 年出版的《马克思主义哲学原理》在体系上的

改动更大, 其中把意识论与认识论结合起来, 在辩证

法部分采取先讲范畴、后讲规律, 而规律又分别各用

一章加以论述, 这种结构与斯大林的论述方法是不

同的, 而且全书各章节都有自然科学方面的材料论

·4·

证, 这也是以前所没有的1971 年出版的《马克思列

宁主义哲学原理》(仍由康斯坦丁诺夫主编) , 则被公

认是70 年代以后苏联的经典哲学教科书和对马克

思主义哲学体系的最新理解, 因为它把现代资产阶

级和社会批判作为单独的一大部分同辩证唯物主

义、历史唯物主义并列论述, 还专门增加了“人的认

识的性质”一章, 关于认识论部分, 开宗明义就提出:

“唯物主义辩证法是马克思列宁主义的认识论”, 可

见, 苏联哲学界已经开始接受科普宁等人的体系思

想。

此外, 从40、50 年代以后, 尤其是60 年代以后,

哲学界关于认识论问题、实践问题、人的问题(以及

与此相关的异化问题、主体- 客体问题和价值问题

等)、自然科学哲学问题(如系统论等)、全球性问题

等等, 在对这些问题的探讨过程中, 丰富了对马克思

主义哲学体系的理解, 有人甚至从各自的研究角度

试图重新解释马克思主义哲学体系: 比如试图以人

的问题为中心对马克思主义哲学体系作出新的解

释, 格里高扬就认为,“马克思主义哲学在其全部组

成部分的统一中是彻底的和鲜明的人的哲学”。这显

然是与科普宁关于人的思想是一致的。

这些都共同构成了苏联模式哲学体系的演化过

程。在这一过程中, 有许多的哲学家从不同的方面和

角度对斯大林体系提出了质疑和建构新体系的理论

设想, 但由于现实的政治气候, 使得他们建构新体系

的工作充满了艰辛和曲折。但是还是出现了像凯德

洛夫和科普宁这样的一贯坚持自己观点的理论家,

他们对斯大林体系的突破是意义重大的: 它不仅告

诉我们, 苏联马克思主义哲学体系并不仅仅指斯大

林体系, 而是有更多的内容而且这种突破在一定程

度上奠定了苏联哲学以后的发展思路。

三、苏联模式的马克思主义哲学体系的评价

斯大林逝世后, 尤其是苏共二十大以后, 各国马

克思主义哲学研究者都从不同方面指出了斯大林模

式的不足: 德国的哲学家利辛指出, 马克思主义哲学

体系是处于不断变化过程之中的自我完善的体系,

马克思主义哲学体系和叙述方法不可能一成不变,

它必须随着时代的发展而不断发展, 所以他提出用

“辨证的、历史的唯物主义”一词代替苏联的“辩证唯

物主义和历史唯物主义”的表述方法, 以便更确切地

反映辩证唯物主义和历史唯物主义的“不可分割

性”柯尔施、卢卡奇、列非弗尔、阿尔都塞等西方马

克思主义者则认定苏联哲学体系是教条主义、公式

主义和形而上学, 进而从结构主义、存在主义、人道

主义等各方面重新研究和解释马克思主义哲学体

系。有人提出了“实践哲学”体系、有人提出了“社会

批判”哲学体系、有人提出“人学”体系。可见, 对苏联

哲学体系的评价直接涉及到如何构建新体系的工

作, 于是, 评价苏联哲学体系的问题, 成了理论界的

一个热点。

但它同时又是一个难点, 因为苏联马克思主义

哲学是苏共领导的整个社会主义意识形态中的重要

组成部分, 苏联哲学在70 余年间的发展时期里直接

受到政治变动的冲击, 导致苏联马克思主义哲学体

系主要就是斯大林体系这使得人们在评价苏联模

式时, 长期习惯性地以为苏联模式马克思主义哲学

体系只包括斯大林模式, 而无视苏联哲学家对这一

体系的改良和突破, 仿佛整个苏联哲学体系是一贯

一致, 毫无变化的或者即使承认有变化, 也是无足

轻重的, 所以他们在评价苏联哲学模式时, 实际上就

是在评价斯大林模式。这些, 给我们正确评价苏联模

式的马克思主义哲学体系带来了困难: 要么是一味

的鼓吹它的“首创性”和“体系性”甚至“科学性”, 只

是象征性地指出一些不足和缺陷要么彻底将之打

翻在地, 甚至吐上唾沫, 骂得一无是处。这些失之偏

颇的做法使得我们直至今天仍然没有给苏联模式马

克思主义哲学体系一个理性的认识。而要做到对它

的正确而公允的评价, 就必须对它的形成和演变过

程有一个正确、清楚的认识。