艾琳*，刘志荣* 北京大学化学与分子工程学院，北京 100871
摘要：在漫长的历史岁月中，人类的每一次跨越，每一次进步，都有一只强劲的命运之手——热力，在不断引导着人类前进的轨迹，在启迪、激荡着人类参悟科技的玄机。中国古代的热力技术曾长时间处于世界领先地位。中国人对热力的探索有着世界其他国家无法比拟的悠久历史，创造了灿烂辉煌的成就，为中华文明和世界文明做出了重要的贡献，值得我们骄傲。但由于封建社会的封闭性和人们思维方式的保守性，排斥外来科学文化的冲击，再加上研究方法的不科学性，使得中国的热力技术与科学在近现代开始落后于西方，这是一件非常遗憾的事。本文回溯了中华文明在茫茫历史长河中不断与热力的探索、交锋的历史，梳理了中国热力发展的脉络。
关键词：热；热力；热力技术；热力学；古代中国
正文
人类从洪荒蒙昧、野蛮无知，一路进化到文明社会，期间经历了狩猎采集向农耕、游牧再向工业时代的转化。在漫长的历史岁月中，人类的每一次跨越、每一次进步，都有一只强劲的命运之手——热力(热力作为一门学科，主要涉及与热能相关的机械和电力系统等内容。在本文中，“热力”泛指关于热与能量的性质认识与利用。)，在不断引导着人类前进的轨迹，在启迪、激荡着人类参悟科技的玄机。热力与人类文明进步休戚相关，它直接促使人类从石器时代进入到青铜文明，又从铁器时代逐渐推入信息文明。这中间，热力贯穿于整个人类历史，是人类发展历史的见证。作为科学领域的学习者与从业者，我们也需要回溯一下处于中华大地上不同的文明在茫茫历史长河中不断与热力的探索、交锋，从中了解古人的智慧，并以旧日的成就为根基，用全新的创造力迎接未来。
1 石器时代
标志：打制石器
时间：距今约300万年–距今约4000年
“热是人类最早发现的一种自然力，是地球上一切生命的源泉。”
——恩格斯
人类还是人猿之时，就懂得选择山洞为居所，除了安全，山洞避风抗寒也是一个巨大的因素。其时人猿身上还有毛发御寒，但随着人类的迁移和进化，毛发逐渐退化了，人类开始需要保持体温，树叶树枝制成的树叶衣以及用兽皮简单加工后的兽皮衣应运而生。
钻木取火的发明意味着人类第一次控制热力[1]，不仅可以用它御寒、驱逐猛兽，还吃上了熟食，为人类文明揭开了新的一页。尝到甜头的人类在热的探索和改进上从此一去不复返。古人们发明了用树枝沾上动物油脂制成的简易火把，让夜晚不再只有黑暗；学会了加热岩石，再泼冷水让它爆裂，从而制造出石刀、石斧、石铲、石镰等农业工具，刀耕火种顺势而生；古人们还能利用数百度的高温烧制一些简单的生活陶器，极大地改善了人们的生活。彼时还发明了堆烧法烧制木炭。所谓炭，乃是木质原料经不完全燃烧或于隔绝空气的条件下，热解后所余之深褐色或黑色燃料。炭比木柴好烧，但制作时薪材受热的温度、时间及氧气等炭化条件不易掌握，故所烧出之炭相对量少且质地较差。堆烧法制炭为后来冶铜事业的发展打下了一个良好的技术基础。
我们知道城市的出现是人类进入文明社会的标志之一，要建造城市和高大的房屋，就需要有建筑材料。一般烧制红砖900 °C就够了，而质量较次的早期砖头600–700 °C即可。因为有制陶技术储备，早期的红砖和瓦在石器时代就已经问世了。大量的考古成果表明，中国是世界上最早发明砖瓦的国家[2]。目前我们国内还珍藏着5500年前的“红烧陶块”(安徽省考古所) (图1a)、约5000年前的现代形体概念上的“烧结土坯砖”(浙江省考古所及良渚文化遗址)、4100年前用还原法烧制的青灰色“陶板砖”(国家考古所及山西襄汾陶寺遗址)、3900年前的烧结屋面瓦(郑州商城遗址)。砖瓦的发明，是人类建筑史上一个巨大的进步，也是热力的又一个伟大奇迹！从而变草苫泥垒砖为砖木结构，人类的居住条件自此产生了质的飞跃。
图片 图1 中国古代热力发展的若干例子
(a) 安徽省凌家滩遗址所发现的5500年前的红烧陶块；(b) 木炭，青铜时代冶铜业所必需的燃料；(c)煤：铁器时代的冶铁燃料；(d) 周朝有专门的官员(称之为“凌人”)负责冰块的采集与储存；(e) 宋朝的突火枪，以巨竹为筒，利用火药发射“子窠”，类似于后世枪炮；(f) 滚灯：南宋范成大的《石湖居士诗集》所描写的“掷烛腾空稳”；(g) 孔明灯：现在很多地区仍有这个习俗；(h) 走马灯：从原理上看是现代燃气涡轮机的萌芽
2 青铜时代
标志：青铜器
时间：公元前4000年至公元初年
铜原本以化合态“隐身”于孔雀石中，或许是古人偶然用其砌成炉灶，添了把柴火，结果发现从石灶中产生了最早的金属铜。是否如此发现的铜也未可知。总之，人们从新石器时代晚期的采石中发现某些颜色醒目的“岩石”(天然金属及其矿石)可以烧熔改铸后，加上人们烧陶所发展起来的高温技术，同时对炭的性能逐渐熟悉，为铜的冶炼、熔铸、锻打创造了条件，冶金技术的出炉便水到渠成了。考古界曾在仰韶发现了冶炼铜器的遗迹，可推断出中国最早的冶铜器应是仰韶晚期的制品，距今约六千年左右﹐这也标志着中国冶金业的诞生。但仰韶时的冶铜制品数量甚少，铜的熔点也不是很高(约为1083 °C)，而青铜合金的熔点更低，彼时工匠们仅用堆烧法制炭即可满足少量冶铜业的燃料需求。
燃料在冶金中占有特殊的地位，炭(图1b)既是一种发热剂，也是一种还原剂。随着商周对青铜器的大量需求，工匠们需求高温高热的燃料，对木炭的量与质的要求亦随之提高，堆烧法制炭已远远满足不了供给，这就必然会引起烧炭技术以及管理的相应变革，变革的结果就是窖烧炭的出现。《周礼∙地官》即云[3]：“掌炭：掌灰物、炭物之征令，以时人之。”用炭窑作炭、烧炭在当时已成为专门的职业，有专人从事，并专设掌管烧炭的官职。这种用炭窑烧取的炭，才是真正意义上的合格的木炭。可以说，中国真正成熟的制炭技术至迟可上溯至商周之际，也因此，冶铜铸造业才得以辉煌于商周时期。
金属工匠们是古代最“勇武”、最有技术含量的职业之一。干这一行不仅需要力气，还需要有许多“学问”和经验，比如选料、下料、加热的火候、锤打的技巧等，无一不是他们对热能的利用和理解。他们仅凭手中的铁锤和火钳就可以制作出各式各样精美的食器、酒器、水器、乐器等铜器，青铜铸造的刀、枪、钺等兵器也纷纷在炭火中诞生，部落之间的战争武器由原始的弓箭、石、骨、蚌、竹、木等进入到了更加残酷的冷兵器时代。青铜铸币逐渐代替了贝币，而神仙方士的炼丹术也伴随着窑烧炭的出现而悄悄萌芽。随着青铜铸造业的繁荣，中国已然形成了人类古代文明的中心之一，而其中，热力技术的发展功不可没。
3 铁器时代
标志：铁器
时间：公元前1400年
从野蛮进入到文明时代的今天，人类才走过了万把年历史。但恰恰就是这万把年历史所创造的辉煌，远远超越了人类之前数百万年间创造的所有成果之总和，其顶顶关键的原因就是发明了冶铁。
3.1 煤与鼓风机具
铁器时代是指人们开始使用铁来制造工具和武器的时代。1972年在石家庄藁城台西商代遗址中发现的铁矿石和铁矿渣，证明在3千多年前的先辈已掌握了冶铁技术，为世界最早的铁矿渣。但这些人类早期炼得的熟铁通常叫块炼铁，它是铁矿石在800到1000 °C左右的条件下，用木炭直接还原得到的，生产时因为温度低而形成不了液态，炼成后的铁疙瘩凝固在炉壁，必须破坏炉膛才能取出，完全不能连续生产，不仅费时费工，而且杂质又多，质柔不坚。种种缺点，注定块炼铁不可能大量推广。冶炼时要想获得液态铁，首先需要解决高温熔化问题。但在彼时，要想获得高温是很困难的，必须找到一种能比木炭燃烧时所放出的热量更大的燃料。再者，木炭资源有限，即便有炭窑作炭，仍然满足不了冶金业对量的需求。
幸运的是，公元前一世纪，中国人已经发现了煤并应用于炼铜。《山海经∙五藏山经》[4]说，“女床之山”“女几之山”“其阳多赤铜，其阴多石涅”。“石涅”就是煤。女床之山在今陕西，女几之山在今四川，说明当时这些地区已经发现了煤，这是我国关于煤的最早记载。
其时煤已成为一种重要的热能产品(图1c)，它能持久燃烧，且比木炭放出的热量更大，但普通煤炭的火焰温度在没有风箱帮助的情况下很难达到铁的熔点(1535 °C)。工匠们想到了利用鼓风技术。鼓风技术中国在青铜时期就有了。最早的鼓风工具是一个牛皮大囊(橐，音同“陀”)。人握住橐的把手，使它一张一合，就把风鼓入炉中，把炭火吹旺，使金属熔化。最初是一人一橐，效率很低。经过改进，多管鼓风法降临人间——即把许多橐排起来，通过几个进风管，一起向炉里鼓风，这个工具叫做“排橐”。排橐加大了炼铁炉内的风量，提高了风压，增强了风力在炉里的穿透能力。生铁的冶炼温度是1150到1300 °C，排橐能将高炉内燃煤的温度升高到1200 °C以上。排橐技术与煤炭资源完美配对，千呼万唤的生铁终于含着金钥匙诞生了。液态的铁水就汇流于炉底，冷却成块，这就是生铁。其非金属夹杂比较少，质地比较硬，冶炼和成形率比较高，从而产量和质量都大大提高。因出炉产品呈液态，还可以直接浇铸成型。生铁如此美好，想不出风头都不行，于是冶炼开始盛行。
使用排橐，所需人力相当可观。传说吴国的工匠在冶铸“干将”“莫邪”两把宝剑时，光是参加“鼓橐装炭”的就有“童男童女三百人”。再往后，工匠们改用马力代替人力，称为“马橐”。据古书记载，熔化一次矿石，需要上百匹的马来拉鼓风机，场面十分壮观！
由块炼铁到生铁是炼铁技术史上的一次飞跃，更是热力利用上的一场大胜利。
铁比铜坚硬、韧性高、锋利且质轻，远胜石器和青铜器。于是，铁器在春秋战国时期的农业、手工业中迅速繁荣，尤其是轻便、结实的铁犁、铁叉、铁锄等农业用具得到推广后，大大地提高了农业生产效率，加速了人们对土地的开发和利用，农业生产进入了一个全新的时代。高生产力全面带动了经济、文化、军事和政治的突变，整个中国都沸腾起来了，进入了百家争鸣、百花齐放、华夏文明历史上最灿烂的黄金时期。大量的精铁更广泛地被应用到军事武器的制造上。掌握了铁制武器的种族对没有铁器的种族的杀伐和屠戮，几乎可以说是如入无人之境。《管子∙海王》篇载[5]：“桓公曰：然则吾何以为国？管子对曰：唯官山海可耳。”“官山海”即管山和海。管海就是管制盐业，管山就是管住矿山，包括铜铁。齐桓公之所以能成为春秋第一霸主，除了周王的“鸡毛令箭”，最关键的是齐桓公实行了“官山海”，尤其是冶铁的富国强兵措施。也可以说，以生铁铸造为代表的热力技术彻底改变了铁器在神州大地上的应用和普及，也改变了齐国的命运。
冶铁事业的蓬勃发展带动了铅、银、金等冶金业的全面兴起，合金钱币代替贝币、金属称量货币。最迟在春秋、战国时期(公元前722–前221年)，我国已大量使用各种形态(布、刀、圆钱和蚁鼻钱)的青铜铸币和“郢爰”(金币)。热力技术直接改变了以物易物的落后面貌，对金融业的发展、文化流通发挥了重要的历史作用。
铁器的使用，为后世带来无比深远和广泛的影响，它深深地改写了人类的命运。当然，其实更深层的原因是热力的进一步发展改写了人类的命运。
再往后，随着热力技术的突飞猛进，中国的砖瓦、陶器烧制水平已经达到了当时世界前列。秦砖汉瓦横空出世，其品质已非早期的红砖瓦可比。秦砖汉瓦是非常结实的青灰砖青灰瓦，上绘精美纹饰，制作难度更大，一般要到1300 °C的高温才能烧制出来，也就是说，必须是进入铁器时代的温度才能诞生出来。秦国当时烧制陶器的水平也令人惊叹。例如，兵马俑是几个部件拼接起来的，烧制后泥胚要收缩，尺寸和火候稍有不对，就无法拼接得严丝合缝。
行文至此，我们来做个小结：在人类早期文明中，可以根据一个文明能够把火烧到什么温度来大致地判断其文明水平——能够把火烧到1000 °C，就有可能进入青铜时代；能烧到1300–1500 °C，就有可能进入铁器时代；能够把火烧到更高温度，那么就有可能进入到更加高等的文明。因此说，透过几块残砖破瓦烂陶片，我们就能大致推算出其所在的文明阶段。一孔窥豹，决非虚言。
3.2 焦炭
自打进入铁器时代，我国冶金、制陶业在很长一段时间里用的燃料都是煤。但煤也有一身臭毛病：一是杂质多，且冶炼过程中杂质会渗入金属中引发热脆和冷脆；二是煤的气孔度小，热稳定性差，容易爆裂，影响料柱的透气性。于是，能工巧匠又绞尽脑汁，终于探索到了另一种燃料——焦炭。焦炭是煤干馏所得，它保留了煤的长处，又避免了煤的缺点。
冶炼用焦炭最早见于明末清初方以智的《物理小识》[6]中，其记载说，用焦“煎矿煮石”“殊为省力”。直到今天，焦炭仍是冶金生产的主要燃料。
3.3 火器
古代热技术的兴旺发达，刺激了热兵器的发明。提起热兵器，不得不提一下炼丹术。
在中国两千多年的古代社会中，金丹术曾经相当地活跃。炼丹家们炼制金丹的目的是追求长生不老或发财致富。这种超越现实、充斥幻想的努力，注定失败是不可避免的；但是，他们却阴错阳差地发明了火药。他们将某些金属和非金属矿物按一定比例混合后加热，反复炼化，所得的化合物称为金丹。为了促进金丹炼成，虔诚的炼丹家们规定了种种操作规程，形成一些特殊操作术语。在大量实验的过程中，他们偶然发现硫的性质活泼，着火后容易飞升，难以控制；硝的化学性质更为活泼，将硝撤在木炭上，一下子就会产生火焰，并能和许多物质发生作用。炼丹家们在提取砷的时候，又发现“炸鼎”现象，也就是炼制过程中发生了威力巨大的爆炸。这些现象使人们获得了一个重要的认识：硫、硝、炭三种物质按一定比例的混合物具有燃烧爆炸的性质，即“火药”。
火药发明出来后，最开始被制成烟花爆竹以趋鬼避邪，后又演变成一项娱乐活动以增添节日的喜庆气氛，王安石《元日》中的“爆竹声中一岁除，春风送暖入屠苏”描绘的即是此景。火药热力之猛厉，迅速引起了统治阶级以及兵工匠们的注意。于是，这种炼丹炉中的奇观再次变身，一种惊世骇俗的杀人新武器——火器开始兴起。
唐末天佑年间(904–906)，在战争中开始出现火药箭，还出现“发机飞火”的记载，即用抛石机投掷火药包，作燃烧性兵器。宋朝时火药配方明确载入官修史书并公布于世，从京城到地方设立火药武器制造机构，各型火药武器大量研发制造装备部队并应用于军事战争。宋神宗赵顼时，边防军中已大量配备火药弓箭、火药火炮箭等兵器，火药的使用日益频繁。《宋会要》[7]记载神宗时为解决火药生产需求，官府招募商人一次购买硫磺10万斤。为部署熙州、河州地区的防务，宋廷一次就从京城调拨运送去神臂火药箭10万支、火药弓箭2万支、火药火炮箭2000支、火弹2000枚等火药武器。金末抗击蒙古军时，曾使用震天雷、飞火枪等火器。宋代出现了类似近代炮弹的铁火炮，却仍用抛石机投射；又发明了突火枪(图1e)，以巨竹为筒，发射“子窠”，类似于后世枪炮，却尚未使用金属发射管。到元、明又发现了铜铁铸造的管状火器——铳(chòng)和炮。火器的发明与使用，使两宋时期进入了火器与冷兵器并用的新时代。
早期火器威力有限，应用的规模不是很大，仅仅是在关键性战役中起到威慑敌人的作用，不可能取代冷兵器。但由此带来的人类军事史上的一次革命性变革，为近现代军事技术的迅猛发展打下了坚实的基础，也成为了后来多个国家改朝换代的历史爆竹。
3.4 热力浸透下的日常生活
中国古代的热力技术曾长时间处于世界领先地位，但祖先们在热能的探索上似乎永不满足。热能的应用不仅体现在陶农兵钱布、金银货币等国家重器上，甚至浸透到了生活的方方面面角角落落。上至庙堂之高，下处江湖之远，似乎各行各业的人都在热衷于研究、探索、利用热能。
先秦时期，人们就认识到了低温可以持久保鲜食物，冰块可以延长食物的“鲜”命。但要做到一年四季都有冰可用，就不简单了。《周礼》[3]中有记载，周王室曾成立专门的机构——“冰政”，来确保夏季时有冰块可以使用，在冰政处工作的官员称之为“凌人”。冬天，凌人须带领众人到湖面上采冰(图1d)，或集水冷冻成冰，然后开凿出一间带保温功能的大密室储存冰块，可谓费时费力，工程很是庞大。是以当时只有王公贵族方有机会在夏天用上冰块，布衣白丁根本用不起。
我国古人甚至对热气球进行过猜想式的实验。汉武帝时淮南王刘安所著的《淮南万毕术》[8]云：“艾火令鸡子飞”，《太平御览∙方术部》[9]引注云：“取鸡子去其汁，然(燃)艾火，纳空卵中，疾风因举之飞。”宋朝苏轼在《物类相感志》[10]中云：“鸡子开小窍，去黄白了，入露水，又以油纸糊了，日中晒之，可以自升起，离地三四尺。”
东汉唯物主义学家王充对自然科学现象进行了大量观察与研究后，写成《论衡》[11]一书，记录了他对冷热现象的一系列思辨性解释，并对当时社会上的一些错误见解进行了科学的拨乱反正，如对“神异瑞草”的批判。当时流传某儒者家厨中能自动长出一种神异瑞草，可“扇暑而凉”，使食物不臭。王充以“冷不自生”驳斥之，他断言：在大气(太平之气)中，不可能自动产生某种机制(指神异瑞草)，使温度降到低于周围环境的温度，如果违反“冷不自生”这一规律，那么就使火自燃于灶，使饭自蒸于甑，一切都会自动发生升温现象。用现代语言表述，就是会得到某种“第二类永动机”。王充的观点，完全符合当今的热力学第二定律，而且在语言表述上也几乎相同，令人惊叹。
到了五代时期，热能已经运用到了军事通信，即利用热空气浮升的原理制作信号灯。传说当时有位莘七娘，在一次作战时曾利用竹篾扎成架子，糊上纸做成灯笼形，下面用松脂点燃，利用热空气上升的力量使灯飞上高空，作为军事信号，当时又称为“松脂灯”。后来至南宋时，在范成大的《石湖居士诗集》[12]中曾写道“掷烛腾空稳”，并注曰：“小球灯时掷空中”(图1f)。类似技术后来在民间多有发展，最著名的就是“孔明灯”(图1g)。
古人还利用热产生的空气对流制作灯具。走马灯是我国特色工艺品，属于灯笼的一种。其构造是在一个立轴的上部横装一个叶轮，叶轮的下边装有烛座；当烛燃烧时，空气受热后上升、冷空气下沉，造成了气流，令轮轴转动。轮轴上有剪纸，古人尤喜欢在灯各个面上绘制古代武将骑马的图画，烛光将剪纸的影投射在屏上，画中人便似乎在你追我赶一样，变成了一幅活着的动画片，故名走马灯(图1h)。从原理上看，走马灯正是现代燃气涡轮工作原理的原始应用，是现代燃气涡轮机的萌芽[13]。
我国古代已经利用空气导热性能差的特点制造出了保温器。南宋的洪迈在《夷坚甲志》[14]中记载“张虞卿者，……得古瓦瓶于土中……置书室养花，方冬极寒，一夕忘去水，意为冻裂，明日视之，凡他物有水者皆冻，独此瓶不然。异之，试之以汤，终日不冷……惜后为醉仆触碎。视其中，与常陶器等，但夹底厚二寸……”此器保温的原理，是由于夹底之间有二寸厚的空气层，减弱了热的传导。我国古代制造的保温器，从原理上看已相当于现代的保暖瓶。若得此保温器，古人便可像今人一样，远生水冷水，随时随地喝上热汤热水了。正是热能技术的发明与应用，才把人类生活从野蛮时代推向了文明的殿堂啊。
3.5 小结
纵观整部铁器时代燃料史，由木柴到木炭到煤再到焦炭，每一次改革，都是一次华丽的蜕变。尤其是煤与鼓风机具这对完美组合为代表的热能技术的出现是人类继烧陶之后运用热能改造自然、创造财富的又一辉煌成就。它直接导致了工具的变革，对生产力的发展与社会生活面貌的改变产生了革命性的作用。
4 蒸汽时代
标志：蒸汽机
时间：18世纪60年代–19世纪70年代
1785年瓦特改良了蒸汽机，之后出现了蒸汽机车、蒸汽火车、蒸汽轮船，为人们的生活和生产带来了极大的便利。随着蒸汽机的广泛应用，英国率先完成了工业革命，也就是通常所说的第一次科技革命，英国很快成为世界的霸主，法、德、美、俄、日等国也纷纷加入工业革命的行列。
此时的中国皇帝乾隆骄傲自大，自认为“天国物产丰盈，无须与外国互通有无”，上行下效，地方吏治同样视英国人为蛮夷。外国使节邀请大臣福康安观看火器表演时，他不加理睬，认为只是西洋人的小把戏。而乾隆之后的历代大清皇帝仍然固步自封。出于统治稳定的考量，他们甚至开始收紧政策，完全闭关，因为怕西来思想腐蚀士大夫等，怕传教士破坏对儒家基础的膜拜！然后驱逐传教士，打压西方科技，回到冷兵器——也因此，大清“完美”地避开了蒸汽时代的所有发展机遇，泱泱华夏积攒了数千年的热力慢慢冷却，从此中国力量彻底落后于西方！
率先完成工业革命的西方资本主义国家逐步确立起了对世界的统治，在世界范围内大肆抢占商品市场，强占原料产地，拓展殖民地，甚至对中国发动了鸦片战争，而战争以中国失败并赔款割地告终。世界形成了西方先进、东方落后的局面。
热力的落后，注定了挨打的结局！
5 电气时代
标志：电灯、电话、汽车、飞机
时间：19世纪70年代–20世纪初
19世纪80年代中期，德国发明家、奔驰公司创立者卡尔·本茨提出了以汽油为燃料的轻内燃发动机的设计。之后，以内燃机为动力的内燃机车、远洋轮船、飞机等也不断涌现出来，向全世界宣告了又一项崭新的热能技术的崛起。
一百多年前，伏打发明了发电装置——伏打电堆。稳定直流电流的出现宣告了人类的电气时代的到来。自此，电灯、电话等无数电器如雨后春笋般被发明出来。美国马萨诸塞州的“鲸油之都”新贝德福德，那时被称为“点燃世界的城市”，而且还是当时全世界人均最富裕的城市，并拥有美国最赚钱的街道，但却因爱迪生发明了电灯，而急速衰落。
另一方面，内燃机的发明推动了石油开采业的发展和石油化学工业的产生。石油也像电力一样成为一种极为重要的新能源。在石油和电力两大能源的加持下，西方资本主义经济迅速发展，世界经济格局、资本主义世界市场最终形成。
此时的中国正处在强弩之末的晚清，内部腐败不堪，时局动荡，所有的能量都消耗殆尽。中国的洋务运动勉强抖了几下，就如一根刚划着的火柴般很快湮灭在黑暗之中。中国和第二次世界性技术能源革命也擦肩而过。手握强悍能源的帝国主义乘机掀起瓜分中国的狂潮，中国毫无还手之力，完全沦为半殖民地半封建社会。
中国古代的热力探索有着世界其他国家无法比拟的悠久历史，曾经创造了灿烂辉煌的成就，为现代基础学科的形成奠定了坚实的基础，为中华文明和世界文明做出了重要的贡献，值得我们骄傲。但由于封建社会的封闭性和人们思维方式的保守性，习惯于单一的、区域的文化氛围，排斥外来科学文化的冲击，再加上人们研究方法的不科学性，使得中国古代热力学乃至整个社会长期以固有的模式缓慢地发展，没能推动综合国力的增长，这是一件非常遗憾的事。要推动热力学的发展，需要有开放意识和创新精神，吸收世界最新研究成果，开拓研究和应用的新领域。
6 原子能时代
标志：核电站
时间：20世纪中期
20世纪四五十年代，以原子能技术、航天技术和电子计算机技术为代表的第三次科技革命开始兴起。美国、苏联先后制造出了核武器，建成了核电站，人类开始了对原子能的利用。而中国也终于搭上了这趟车。1964年，中国高浓铀-235研制成功，合格的原子弹部件也生产出来了。当年10月16日，巨大的蘑菇云在新疆罗布泊荒漠腾空而起，“东方巨响”震惊了世界。中国第一颗原子弹爆炸成功，也打破了超级大国的核垄断和核讹诈。这一天，距离先祖第一次与火结缘已经过去了数万年。但我们对热的追求，却从不敢停止。
截至2019年12月[15]，我国47台运行核电机组(不包含台湾核电信息)累计发电量为3481亿千瓦时，约占全国累计发电量的4.88%。截止2019年6月13日，中国已建成核电站19个，建设中的有3个，正在投入使用的18个。
在这一轮的热力大比拼中，我们终于重振了大国雄风，有了崛起于世界东方的资本。
7 结语
纵观中国五千年的热力兴衰史，它的发生与发展、进退和起落都是与中华民族的发生和发展、兴衰和荣辱息息相关的。从农耕时代到工业时代到原子时代，热力不断推动人类创造新的世界。它以改变一切的力量，在全球范围掀起一场又一场影响人类所有层面的深刻变革。今天，疾步快走的中国人正站在一个新的时代到来的前沿。驽马十驾，功在不舍，让我们一起努力！
收稿：2021-03-22；录用：2021-04-07 网络发表：2021-04-28 DOI：10.3866/PKU.DXHX202103052
参 考 文 献
[1] 恩格斯. 自然辩证法. 中共中央马克思恩格斯列宁斯大林著作编译局, 译. 北京: 人民出版社, 2015.
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[5] (先秦古籍, 作者不详). 管子. 李山, 轩新丽, 译注. 北京: 中华书局, 2019.
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[13] 果壳网.“传奇”是怎样炼成的？[2021-04-04]. https://www.guokr.com/zone/futurefolklore/article/69726/
[14] 洪迈. 夷坚甲志. 北京: 中华数字书苑, 2015.
[15] 中国核能行业协会. 2019年1–12月全国核电运行情况. [2021-04-04]. http://www.china-nea.cn/site/content/36862.html
引用本文：
艾琳, 刘志荣. 中国古代热力发展简史[J]. 大学化学, 2021, in press. doi:10.3866/PKU.DXHX202103052
Irene Ai, Zhirong Liu. Brief History of Thermal Techniques in Ancient China[J]. University Chemistry, 2021, in press. doi:10.3866/PKU.DXHX202103052
