Translation and Summary Writing Passage
经济增长对环境不利吗?时下,在某些领域很流行这样的论调:贸易和资本会导致地球被毁灭。然而,这是无稽之谈。正如我们本周的环境调查表明,没有证据来支持这种危言耸听的说法。相反,我们有理由相信经济增长不仅与绿色环境没有矛盾,反而会使环境变得更好。
然而,这并不意味着没有环境问题可担心。特别是人们使用能源的方式,有害健康且低效,造成不必要的污染,这已成为环境污染的最大源头。这就是为什么要从今天开始,从化石燃料的不清洁使用方法逐步转向更清洁、低碳的使用未来。这么做是有道理的。
呼吁开展这样的能源革命,有三个原因:首先,转向使用清洁能源可以轻易的解决绿色环保问题。这是因为诸如处理危险化学废料,回收铝制品或焚烧城市垃圾等本身就是高能耗项目。第二个原因是气候变化。政府解决这个真正的(但是长期的)问题最明智的是办法就是发出一个强有力的信号,告诉世界,我们必须走向低碳未来。这必将激发各种创新清洁能源的出现。第三个原因是最紧迫的---人类健康。在贫穷国家,低效能发电站,黑烟滚滚的燃煤锅炉和糟糕的通风环境已经成为常态,空气污染成为导致死亡的主要原因之一,但这种死亡是可以预防的。这种现象也影响到了一些发达国家。无论在雅典还是北京,燃烧化石燃料(特别是煤炭)排放的微颗粒物污染已成为当今最大的公共健康隐患之一。 “煤炭大王”必须退位
只要天平倾斜向那些不清洁的能源技术,清洁能源的梦想就永远不会实现。首先,政府必须取消实际是在鼓励消费化石燃料的财政补贴。其中一些补贴,比如由西班牙和德国政府给予煤炭行业现金补贴,是明显的执迷不悟。其他的没那么明显,但同样有害。美国《清洁空气法案》的一项条款免除了旧燃煤电厂遵守当前排放法规的责任。而现在美国很多的煤电厂,厂龄超过了30年。布什政府没有解决这个漏洞,取而代之的是公布措施让那些肮脏的老旧设备起死回生。贫穷国家也并非无可指责:许多国家以扶贫的名义大力度补贴电费,而富裕的农民和城市精英们却毫无节制地消耗着这种廉价能源(主要是燃煤能源)。
这些情况指向了第二个解决办法:发达国家可以有效地帮助贫穷国家转向使用更清洁的能源。国际能源署最新的研究估计,世界上有16亿的人无法使用现代能源。他们经常步行数英里去背柴或收集牛粪,用作燃料。在未来几十年,贫穷国家逐渐富裕,会建立成千上万的发电厂,更多类似的不幸的人将会用到电。这个好消息也会附带一个问题:要是没有发达国家的干预,这些发电厂将会以不清洁的方式烧煤发电。由此产生的碳排放量激增将在未来几十年里产生巨大影响。停止补贴给发电厂供货的化石燃料出口商,可能会帮助解决这一问题。但是,如果采取更有力的行动,就意味着富有的国家必须准备为贫困国家向低碳能源转型支付费用。这不应被视为纯粹的慈善,而是作为一种防范全球变暖的手段。
最后,也是最关键的一步是马上给能源正确定价。目前,燃烧化石燃料对人类健康和环境造成的危害并没有从其的价格反映出来,特别是大多数国家使用的煤碳。解决能源收费问题没有完美的办法,但一个可取的办法是政府可以根据碳排放量征税。这样的税制可以逐步推行,而增加的税收作为回报也可以减少部分其他税收,比如劳动税。事情非常明显,是时候用现代技术停止燃烧诸如煤炭这样的不清洁燃料了。 氢时代的曙光
这些变革不是禁止煤炭的开采和使用。相反,这种变化会给低碳技术的发展提供必需的推动力。当然,太阳能和风能等可再生能源也将得到提升。而有一种创新使用化石燃料的技术,即―碳封存‖技术,将不会向空气中释放二氧化碳。
这一点很重要,原因有两个:首先,如此多的廉价的煤碳分布在世界各地,贫穷国家注定要燃烧掉这些煤炭。第二个原因,碳封存技术提供了一个好方法来提供纯净氢能源。一旦
煤炭的潜在能量得到彻底释放,也就是―碳封存‖技术的应用,氢能源就可以直接应用于燃料电池。这些出色的发明可以给一台笔记本,汽车或家庭供电,而没有任何有害排放。
虽然走进氢时代需要时间,但仍然是个有前途的先兆。在几年之内,几乎所有的大型汽车制造商都会计划让燃料电池汽车上路。使用这种技术的发电厂也已经慢慢走向市场。多数大型石油公司都会朝着活性氢和碳封存技术努力。甚至部分反对一切化石燃料的环保组织也会坦言,他们愿意接受碳封存技术作为向可再生的氢能源转型的桥梁。
最重要的是,这种方法甚至给煤炭的捍卫者提供了应对气候变化的长远方案。由于乔治.布什拒绝了联合国关于气候变化的《京都条约》,他被描绘成一个能源产业的傀儡。本周,加州的立法机关取得了长足的进展,通过了限制温室气体的排放的法案。参议院委员也做了同样的决定。布什先生对碳封存和燃料电池技术高度赞扬,其态度的跟进足以让批评者们保持缄默。他甚至可以通过限制碳的使用而鼓励氢能源的开发继续赢得多数赞成票。 Unit two Passage A
植物育种家世界史 艾伦·B·贝内特
―杂交‖一词来源于拉丁语hybrida,原指家猪与野猪的交配,可能与希腊词狂妄自大(hubris)有关,意指既骄傲又反自然令人愤怒。在杂交史上,诺尔·金斯伯里关于这一主题概念上的突破使人们接受,他们能够并且应该提高对植物的使用,正如科技突破使农作物改良成为可能,并且非常有效。金斯伯里(英国园艺师和作家),在文中很巧妙地将人类文化进化和植物育种的一千年历史连接起来,并在艺术和植物育种科学,日益复杂的人类社会和政治这些不同的话题之间灵活地转换。他使我相信,至少目前相信,农业技术对人类历史的发展做出了突出贡献。例如,在他描述灾难性的―疯狂的日子‖里,也就是当前苏联植物育种由李森科统治时,他指出―曾有人暗示李森科事件对前苏联农业的影响,比其它任何因素的影响都大,并导致了共产主义的灭亡。‖尽管许多金斯伯里的这种将植物育种的故事和人类文明相连接的想法,无疑会受到挑战,但这种刺激的精神食粮却极大地拓宽了这本书的技术历史范畴。
植物育种的历史始于农业萌芽时期,当农作物在世界某一偏远的地方出现,它同时就在被改良。早期的农民认识到由于基因突变或偶然的杂交会出现独特的新品种。之后,有意或无意识地,农民会倾向于种植品种好的新品种。在几种主要农作物被改良之后,农作物改良之路就变得令人痛苦的缓慢了。金斯伯里提到这一时期农作物改良缺乏进展的原因有很多。首先,人们当时没有意识到人类是可以改变生物体的,是有方法可以将生物体向既定方向改变的。社会面临对农作物不断增大的需求,却发现这比征服新土地或发展经济都更加困难,因此政府选择扩充军队和投资贸易,而不是改进农业。几千年以来,通过改良农作物得到的收益甚微,根本无法被快速发展的社会感受到。
17和18世纪发生了很多改变。在欧洲启蒙时代,研究人员试图了解自然并将其为人类所用。人口的增长和不断的城市化强烈需要农作物提高产量,人类为挑选出有用的新品种而进行的实验和出现的新概念成倍增加。种植技术在这一时期有所提高,领先于遗传学,而且新兴的植物学成了农业强有力的伙伴。杂交的实验过程发现了授粉(作用)的物理机理,定义了近缘种之间的杂交界限,并注意到了杂交优势现象。这一时代见证了系统化育种的诞生。
20世纪初期,有趣的作物栽培学(农学的一个分支)出现了。毫无疑问,达尔文和孟德尔的工作为植物育种奠定了科学基础,并直接使得植物育种在过去的一百到一百五十年间产生了爆炸性的影响。金斯伯里指出,孟德尔为选择育种的可预见性提供了框架,也许最重要的是,能解释设计和评估育种实验中各数据的作用。金斯伯里用了几章的内容描述了迷人
的20世纪,如何努力提高农作物的生产力、可靠性和营养价值。关于其它话题,他论述了玉米的崛起,第一代杂交的实现,诱变育种,跨物种交叉,基因渐渗现象和绿色革命,还有基因资源保存和知识产权挑战,这些现在都是植物育种行业内非常重要的内容。
植物育种有着悠久的历史,也充斥着争论,常有有趣的名人卷入其中。例如, 19世纪30年代到50年代的乔治?比德尔和保罗?曼格尔斯多夫两位最卓越的植物遗传学家关于玉米改良的争论。他们十几年的争执最终以比德尔退休后的赞成而告终。(比德尔退休后,花时间研究了两代50000个墨西哥类蜀黍玉米并做出评价)。金斯伯里还将许多其他人的个性肖像编织进他的历史传记。有些是众所周知的,比如威廉?贝特森,英国孟德尔遗传学说的主要倡导者;利伯蒂?海德?贝利,在康奈尔大学将农业科学发展为应用学科;路德?伯班克,凭直觉做事的繁殖者和表演者;还有―约翰尼苹果佬‖,苹果酒供应商。作者还介绍了一些并不被人所熟知的业内人士:例如维尔莫瑞斯家族王朝 (Vilmorins法国;主营谷物),华莱士(Wallaces爱荷华州;主营玉米),安东尼·杜谢恩(Antoine Duchesne 18世纪法国植物学家,研究草莓),和罗兰?贝芬(Rowland Biffen英国植物学家,第一个将孟德尔遗传学应用于改善农作物,尤其是小麦)。
有趣的是,贝利还发明了术语―植物育种‖,并培养学生―基于可靠的科学原理进行实践研究‖——这才仅仅发生100多年前。学科和职业是上一世纪前七十多年里发展迅速的领域,但有信号显示,学科和职业现在面临公共投资减少和毕业生培训机会下降的压力。大部分植物育种的学科兴趣转向植物分子生物学,职业兴趣转向农业生物技术。金斯伯里没有提基因工程的贡献就停止了他的叙述。但他并没有忽略农作物的基因工程,而是将当前的遗传技术放在了植物育种史这一更广阔的背景之中。杂交提供了植物育种历时性的信息,是其与社会,与文化演变和促成这段历史的人的接口。金斯伯里的记录应该是那些准备未来成为植物育种学家、遗传学家和分子生物学家的学生的必读刊物。幸运的是,这一要求也许是多余的,因为这本书内容涉及很多方面,许多科学家和读者会自行各取所需。
作者简介
艾伦?贝内特教授(abbennett@ucdavis.edu)是加州大学戴维斯分校植物科学系的一员和农业知识产权的执行董事(PIPRA)和发起人。他的研究和出版物的范围涉及从植物细胞壁分解到农业公共政策。
从2004年至2008年,艾伦?贝内特担任加州大学戴维斯分校副校长研究助理,创立并管理着“创新之路”,萨克拉门托地区一个关于技术转让、经济发展和支持科技型经济发展的组织。基于加州大学戴维斯分校的研究成果,“创新之路”支持创办了25家公司,创下了该地区支持创业的记录。目前他还担任由洛克菲勒基金赞助的“公共知识产权资源农业(PIPRA) ”的执行董事,一个由49所大学联合,致力于知识产权集体管理,支持广泛的商业创新和人道主义农业技术使用的组织。
贝内特还任加州科学技术理事会(CCST) (加州政府的科学政策咨询委员会)委员和美国科学促进协会(AAAS)会员。目前他还是美国国家科学院大学知识产权管理委员会的成员。贝内特分别在加州大学戴维斯分校和康奈尔大学获得了植物生物学学士和博士学位,在顶级科学期刊上发表了150多篇研究论文,同时拥有多项与农作物特性有关的实用专利。
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风能发展史
风力发电的历史经历了从使用由空气动力阻力驱动的简单轻便的装置到使用重型物质密集驱动设备再到当今使用的轻型物质密集型气动升力设备。气动升力(能使飞机飞起的驱
动力)不是现代新名词,古代人也不是对此一无所知。最早使用风力的当然是海上航行的船舶,这种技术对后来帆式风车的发展有着重要作用。尽管古代的水手不能解释升力是怎样以及为什么能够运作的物理原理但是他们却知道并能天天使用升力。
第一台风车是公元500-900年在波斯发明的垂直轴系统,这是最早的一种风车设计,它能够自动完成碾米和抽水的任务。显然,这种技术最早应用于抽水,但是具体方法因只有文字记载却没有绘画或图纸存留而不为人知。第一个已知有文献记载的波斯风车,由成捆的芦苇或木头制成的垂直风叶连接到水平框架的立轴中心上而制成。
碾米是风车使用的最早记录的用途,使用简单明了。研磨石固定在同样的垂直帆上。当时的风车一般被安装在四面封闭的建筑物中,其特点是有一堵墙或挡板来阻挡对转轮转动起到阻力的迎面风。
中国被视为立轴风车的发祥地。人们普遍认为风车是2000多年前在中国发明的,早在1219年中国政治家耶律楚材就记载了有关风车的准确描述。当时风车的主要用途就是碾米和抽水。.
风车最美和最成功的应用之一(现仍存)是在希腊克里特岛上广泛使用的抽水装置。可以说在那有成百上千的风车为庄稼和牲畜抽水。
第一个出现在西欧的风车是水平式结构。从波斯的垂直型设计突然改变为水平结构的原因无从知晓,但是欧洲的水车也是水平式结构,显然这一结构也成为早期风车的技术模式,从这一点来说还是有道理的。另一个原因有可能是阻力型横向机械比阻力型纵向机械的结构强度更高,要知道后者由于有遮挡会失去一半的转子收集区域。第一个插图(公元1270年)显示一个四叶机安装在中心柱上 (―柱磨机‖),该技术比起波斯风车来已经相当先进了。这些风车用钝齿和环状齿轮将水平轴动力转化成垂直运动以驱动磨石工作。这个应用于柱磨机的齿轮显然是参考了维特鲁威的水平轴水轮设计。
早在1390年,荷兰人就开始改良在地中海地区出现的塔磨机。荷兰人主要是把标准的柱磨机固定在多层塔顶上,不同塔层可以用来碾磨谷物、筛糠、存储,最下面可以作风车工人和家人的住所。不管是柱磨机还是塔磨机都需要通过人工推动风车后面的大横杆来启动。风车工人的主要工作是将风力调整到最佳状态并在暴雨中保护风叶免遭卷起而损坏。
完善风车,对风车效率做出渐进式改良花费了五百年的时间。等到这个过程完成,风车就具备了现代设计者们都能识别的当代风力机叶片的主要功能,包括:1)沿前缘弯曲、2) 放置刀片晶石的1/4弦的位置(从前缘到后缘的25%的点)、3)重心点在同一个1/4弦的位置、4)刀片从尾至头的非线性扭曲。有一些风车还具有气动刹车、扰流板、翻板阀的特点。
几百年来,风车最重要的应用是一直使用直径在1米到几米长的转轮带动的相对较小的系统进行抽水方面。自1854年Halladay风车起一直到今天仍在使用的Aermotor 和 Dempster的设计,风车设计在19世纪的美国得到了完善。
第一个风车有四个类似桨状的木质叶片。磨坊用薄木板条钉在木轮辋上。大多数磨坊都
有转动风车的尾翼,但是有些是搭建在下风坡靠风驱动的。有些机型通过刀片的咬合区控制速度,风大的时候可以像雨伞一样收起来,这样做是为了降低转轮捕获面积来减少阻力。美国扇形风车最重要的改良是在1870年使用了钢制叶片。钢制叶片不仅更轻还可以制成能提高效率的形状。这种装置运作良好、速度快,它需要在特定速度下用减速齿轮来推动标准接受泵。
仅仅在1850到1970年的美国就安装了超过六百万小型(1马力或不足1马力)的机械输出风能机,主要的作用是抽水、储水和满足农用以及家用水的需求。转轮直径达18米的大型风车用来为蒸汽火车抽水,这样能为没有可通航河流区域内的商业运输提供主要资源。到19世纪末,成功的―美式‖多叶片风车设计使用在第一个大型风车上进行发电。风能对20世纪最明显的影响是风力发电的不断进步。但是回顾过去,风力发电早已开始。
第一次使用大型风车发电是1888年Charles F. Brush在俄亥俄州的克利夫兰建造的发电系统。Brush发明的多叶片―离网型‖风机叶轮直径达到17m,有个巨大的尾翼来转动风机出风。它是第一个使用升压变速箱(50:1的比率)在其必须达到的运行速度(500转)下工作的直流发电机。
尽管Brush风车成功运行了20年,但是它在风力发电方面显示了低速、大体积风机等缺点。与同等大小的现代70-100千瓦轻型风机比起来,它长达17米的风机网只能发12千瓦的电。
1891年,丹麦人Poul La Cour研发了第一台运用启动设计原理的风能发电机(体积小、结合早期螺旋桨形状的四叶机)并安装在欧洲最好的塔磨机上。La Cour风机的高速增加了风力发电的实用性。至一战结束之时,25千瓦的风力发电机在丹麦随处可见,但是更便宜、更大的化石燃料蒸汽电厂很快把这些小型发电机挤出了市场。
到1920年,研究发现扇形和帆形两种主要的风机结构都不能满足人们对风力发电的需求。因此在美国,风力发电系统的进一步发展受到了飞机螺旋桨的启发变成后来的单个机翼形状。
第一台小型风力涡轮机只是简单地使用改进的螺旋桨来驱动直流发电机。到20世纪20年代中期,由一些像帕里斯-丹和雅各布风力发电公司开发的1到3千瓦的发电机在北美中西部的平原和河谷的乡村地区被广泛使用。最初是用来给农场提供照明和给晶体管收音机电池充电。但是后来推广到一系列直流电机驱动设备的使用,包括冰箱、冷库、洗衣机和电动工具。然而,随着越来越多的设施依赖早期的风力发电,它运行的不稳定性也越来越成为问题。
到20世纪30年代末和40年,以下两个原因促成了这些古老系统的终结:一是农场的电力需求超过了以往,二是经济大萧条促使美国联邦政府通过延伸输电网络加速刺激低迷的乡村经济。在电力发展方面政府做了很多事情,而过多地进行干预是非常可怕的。(这个场景在多数风能纪录片的镜头里都是一个生锈的巨人般的风力涡轮机伴随着口琴那悲伤的琴音伫立在那。)但是我认为那些受益于新型输电网络的农民并不认同这一点。对风力发电不断增长的需求和技术的不成熟就会导致这样的结果无可回避。早期中西部风力涡轮机的成功事实上为日后更大范围地利用风能做好了准备。
到1950年,新出产的小型风力发电机不管是何种型号都基本上没有什么市场了。而机电系统的使用在欧洲和风大、干燥的非洲以及澳大利亚部分地区仍在继续。
1931年在俄罗斯巴拉克拉瓦建成了第一个大规模、公共事业型100千瓦风能发电系统。这套机器在里海海岸运行了大约两年的时间,发电达200,00千瓦时。随后,1935-1970年间在美国、丹麦、法国、德国和英国尝试建设的风力发电厂表明大规模风力涡轮机组可以运行,但是建设实用性的大型电子风力涡轮机却没有成功。
二战后,化石燃料的暂时短缺导致能源成本的增加令欧洲的风能发展得以继续进行。和