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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
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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   一般分類科學‧科普 > 自然科學 > 科學總論 > 總論

商品介紹
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  • 書摘/試閱
  • '末日版「大人的科學」

    *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?

    如果有一天,彗星撞地球、巨大怪獸攻擊海岸城市、致命流感蔓延五大洲,讓現代世界停止運轉,電力、水力、網路、交通運輸中斷,機場關閉,港口無船入港,商城人去樓空,人們逃離沒有貿易活動的大城市,所有文明都一步步瓦解,化為廢墟……

    現代人類習以為常的事物,都會因資源匱乏而不敷使用。現代人類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科學之秘,盡可能早日重啟工業文明?

    *來自科學家的末日百科計畫,荒蕪時代需要一本未雨綢繆的啟蒙科學之書    
    科學家路易斯‧達奈爾思考著,要如何才能在末日異境下存活,人們要如何分工合作,才能重啟文明社會?他認為,科幻、後末日、隕石撞地球、核子冬天、城市變廢墟的景象,是現代人對現代科技麻木無感的一則隱喻,他認為人們對身邊事物的製造過程無知和疏離,才識末日危機。然而,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!

    唯有遇到末日,人們才會開始思考現代生活的便利,究竟是如何達成的?為什麼城市裡隨時有乾淨飲用水?為什麼上廁所沖馬桶,一秒乾淨溜溜,不像古人天天早上都要倒夜壺?為什麼冰箱總是有電?為什麼不種糧食的都市裡,每天都買得到新鮮的蔬菜、遠方的奇蔬異果?

    現在你手邊的每一件物品,都無法單憑一人之手就做出來,就連鉛筆、衣服、紙箱,這些習以為常的用品,都是經過工廠精密機械或者千名工人加工之手,才能以精巧、多功能的樣式出現。21世紀的人們早已失去了自給自足的可能,拆開一台電視,研究內部零件之後,要重組回去、甚至是搞懂內部構造,已經是越來越難的一件事。所有物品都像是神奇的黑盒子,要搞懂電學、機械學、力學、電機工程等等知識,才能理解。然而,要是世界毀滅,全球工廠被破壞了,核電廠也不能繼續運轉,船隻不再進出口貿易商品,現代農業也停擺,我們將來到一個一切從零開始、自給自足的時代……

    但別緊張,你還有時間重建這個文明!短期內,你可以靠著雜貨店裡的罐頭,超商裡的一箱箱礦泉水活下去,但食物總會有吃完的一天!你總要自己開始學著把水過濾、消毒,開始下田種一些蔬菜,或者把車子的引擎拆了,試著組一個簡單版的暖爐或者烤箱!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。

    *跳過原始生活,利用知識再開啟明治維新、工業革命
    就像非洲的開發中國家,從完全沒有電力技術,卻可以直接從西方引進太陽能基礎建設,跳過多年的石化工業發展,找到更乾淨、更環保的永續能源。末日後的社會,可以從過往的紀錄中找到足夠資料,再開啟一個後工業革命!但單憑正確的科學認識和巧妙設計是不夠的,你還需要了解材料的特性,以及有足夠的動力來源,才能發展工業。

    唯有掌握對食衣住行的製造知識,才能在沒有網路、沒有便利商店也沒有金錢交易的世界靠自己活下來。所以學些基本的木工結構常識吧,自己蓋個小屋。學些簡單的機械學吧,如此你才能修好手邊壞掉的收音機,也許還能接收到遠方的廣播。如何應用手邊的材料,比如塑膠寶特瓶?

    *末日後的新文明,是什麼樣的文明?
    新文明也許是更環保的文明?更進步的政治制度?人口變少,但是沒有貧窮?沒有疾病?文明重啟過程,會有種不同程度的技術在重組,傳統人工的紡織業跟火箭工廠可能會同時發展,就像類型小說中的蒸氣龐克世界觀,融合了英國維多利亞時代的工業水準,但又有傳統醫學和煉金術的身影。不同科技領域將與不同的速率分岐進展,結果可能會產出一個拼湊時代、卻非常迷人的世界。

    如果末日真的來了,不要恐慌,帶著這本科學家為末日而準備的《最後一個知識人:末日之後,掌握重建文明社會的器物、技術與原理》,在新世界努力活下去!

    ◆ 亞馬遜讀者5顆星推薦!               
    ◆ 在麥卡錫《長路》世界中,最需要的一本末日生存科普指南!
    ◆ 為了不成為《我是傳奇》中的地球最後一人,你不得不學的生存技能!
    ◆ 不小心被捲入《瘋狂麥斯》的資源爭奪戰,你要知道如何取得食物、水、基本工具!
    ◆ 逃出《科洛弗10號地窖》,帶著這本末日求生手冊,你才能逃出生天!

    【國外選書】
    ■《星期日泰晤士報》新思維年度選書
    ■《泰晤士報》2014科學類選書
    ■加拿大電子書城Kobo 2014年最佳非文學選書
    ■《新科學人》雜誌2014年聖誕節選書
    ■獲2016年Transmission Prize第四屆科普寫作獎項提名 (由英國百年書店Foyles贊助)
    ■獲2015年德國最大科普雜誌《科學畫報》科普選書提名

    【海外熱烈推薦】
    ■《泰晤士報》:「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。達奈爾是第一個厲害的末日預言家。」

    ■美國Discovery《荒野求生秘技》節目主持人貝爾•格里爾斯:「如同偵查兵所說——做好準備!祈禱吧,或者你需要這本書。」

    ■英國最權威科學雜誌《自然》:「最終極的『肯做精神』指南——可重啟人類文明。」

    ■英國科幻小說家肯.麥克勞德:「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。」

    ■《紐約時報》暢銷書The Given Sacrifice作者S.M.Stirling:「如果世界毀滅,這本書就會非常有用,假如世界不滅,那它就很有趣。要是彗星撞地球,這本書可以救你,不然你起碼可以知道自己怎麼死的。」

    ■英國科學記者、科普作家及科學博物館執行長羅格.海菲爾德:「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。」

    ■英國《BBC夜空雜誌》(BBC Sky at Night Magazine):「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」

    ■美國《每日郵報》(Daily Mail):「掌握了路易斯.達特內爾的新書,我應該就能自信滿滿踏進天啟末日後的未來 …達特內爾的末日存活指南,不只提供豐富資訊,也如清風吹拂般引人入勝。」

    ■英國政論雜誌《新政治家》(New Statesman):「頌揚人類聰明才智的讚美詩 … 必讀著作」
  • 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。

    譯者
    "國立政治大學心理學碩士,全職科普類書譯者。一九九四年起業餘投入翻譯,一九九九年轉任全職迄今,累計作品出版者近七十本。譯著《給未來總統的物理課》(漫遊者出版)榮獲第七屆吳大猷科普書翻譯金籤獎。
    相關翻譯作品包括《星際效應:電影幕後的科學事實、推測與想像》《好奇號帶你上火星》、《無中生有的宇宙》、《時空旅行的夢想家:史蒂芬.霍金》、《一本就通:宇宙史》、《無限大的祕密》、《如何幫地球量體重》、《約翰.惠勒自傳》和《穿梭超時空》等。
    "
  • ■引言
    ■第一章  我們所知道的世界末日
    ■第二章  最後寬限期
    ■第三章  建築
    ■第四章  食物和衣物
    ■第五章  基本物資
    ■第六章  製造材料
    ■第七章  藥物
    ■第八章  人的力量
    ■第九章  運輸
    ■第十章  溝通
    ■第十一章 進階化學
    ■第十二章 時間和空間
    ■第十三章 偉大的發明
    ■結論
    ■參考資料&延伸閱讀
    ■致謝
    ■索引
  • 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。


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