生活中用到哪些制冷技术?
我们知道所有的生物过程都受到温度的影响。低温抑制了食物中酵母和霉菌的繁殖,人体对温度也非常敏感。在现代社会,制冷技术已经渗透到几乎每一个生产技术和科研领域,对提高人类生活质量发挥了巨大作用。在生活中,制冷广泛应用于食品冷加工、冷藏、冷藏运输、自适应空调、体育运动中的人工溜冰场等。在工业生产中,为生产环境提供必要的恒温恒湿环境,低温处理材料,利用低温进行零件之间的过盈配合。在农业和畜牧业中,对农作物的种子进行低温处理;在建筑工程中,利用制冷来实现冻土中土方的挖掘;现代医学也离不开冷藏,骨髓和外周血干细胞的冷冻保存,手术中的低温麻醉。制冷技术在微电子、新材料、空间开发、生物技术等前沿科学领域的研发中也发挥着重要作用。可以说,现代技术的进步是伴随着制冷技术的发展而来的。
技术是人类历史进程中发展起来的劳动技能、技巧、经验和知识。它包括人类技术活动中的硬件和软件,是人类改造自然、创造人工自然的活动的总和。从理论上讲,技术属于社会物质财富和物质财富创造的实践领域,是劳动技能、生产经验和科学知识的物化形式。工具的使用从本质上改变了人与自然的关系,决定了人类的生产结构和发展方式。技术是社会生产力的重要组成部分,技术进步推动了人类的发展。进入工业时代以来,科技创造了高度发达的物质文明。随着新科技革命的兴起,生产工具从电气化发展到自动化、智能化,大大扩展了劳动对象的范围,大大提高了劳动者的文化技术水平。技术进步给人类生产生活带来了极大便利,深刻改变了人类面貌和人们的生活方式。作为现代人,生活在一个四季如春的空间,吃着冷食,享受着夏日的味道不再是梦想,发达的通讯让距离不再是沟通的障碍。在这种情况下,地球变成了一个地球村,鸡犬之声相闻。这是科技渗透到人类生活中的体现。其中,制冷技术的发展对人类的影响尤为重要。
2制冷技术及其负面影响
2.1技术与人类
在人与自然和社会的互动中,人处于主导地位,受制于自然和社会,同时又影响自然和社会。人类对自然的影响基本表现在两个方面:一方面,对自然施加积极的、建设性的影响,合理利用自然条件,创造新的更适合人类生活的人工自然或人工生态系统;另一方面,技术也对自然产生负面的、破坏性的影响,使原本的“自然平衡”失去平衡。人类社会的生存和发展是以自然系统对人类活动的支持和制约为基础的。技术活动的主体是人,客体是自然和社会。技术具有明确的实践目的,是人类进行生产活动、文化活动和社会活动的中介。作为中介,技术活动必然会导致积极和消极的后果。早在两个世纪前,哲学家恩格斯就曾告诫我们,“不要过于陶醉于我们对自然的胜利。”每一次这样的胜利,大自然都会报复我们。每一次胜利在第一步确实达到了我们预期的结果,但在第二步和第三步却产生了完全不同的、意想不到的效果,第一个结果往往被取消。“随着工业化、城市化和现代化的推进,人类活动对生态环境的改变和破坏也在不断加深,最终导致全球生态环境的恶化。20世纪是科技飞速发展的时代。但是,20世纪的技术革命并没有解决马克思、恩格斯指出的社会矛盾,还形成了人口、生态环境、资源能源、贫富悬殊等一些突出的新的社会矛盾和社会问题。
2.2制冷技术的发展及危害
制冷技术也是如此,给人类的生产生活带来了极大的便利。它在造福人类的同时,也给人类赖以生存的自然环境带来了深刻的灾难。从历史上看,制冷技术发展的第一阶段(从1830到1930):主要使用NH3、HCS、CO2和空气作为制冷剂。这些制冷剂有些有毒,有些易燃,有些效率低下。它们被使用了一百年。当CFCS和氟氯烃(即氟利昂)出现时,它们是安全的。实现了第一次重大转折,进入制冷技术发展的第二阶段(从1930到1990)。氟利昂主要用作制冷剂。使用60年后,发现这些制冷剂破坏了臭氧层。众所周知,地球大气层的“臭氧层”就像一个过滤器和一把雨伞,把太阳辐射的有害部分阻挡在大气层之外。其实可以说,臭氧层形成后,生命会在地球上生存、延续和发展,臭氧层是地表生物系统的“保护伞”。然而,近年来,臭氧层的破坏一直在增加。据世界气象组织最新调查,南极上空的“臭氧洞”已达21万平方公里,比两个中国的面积还大。赤道某些地区的臭氧损耗已经超过20%。去年夏天,北欧部分地区的臭氧甚至减少了40%。被誉为世界“世界屋脊”的青藏高原上空的臭氧,近年来正以每10年2.7%的速度减少,已成为大气中的第三个臭氧洞。臭氧层中臭氧含量的减少,相当于在地球上空开了一个天窗,让大量的紫外线照射到地表而不被阻挡。其结果将严重破坏动植物的基本结构,降低生物产量,导致气候和生态环境的异常变化,特别是对人类健康造成巨大损害。如果臭氧层消失,地球上的生态环境将恢复到4.5亿年前的生态环境,包括人类在内的数千万陆生生物将面临灭绝。甚至有人认为,当臭氧层中的臭氧量减少到正常量的1/5时,将是地球生命死亡的临界点。臭氧洞的成因是什么?科学研究表明,人类活动排放到大气中的溴氯氟烷烃等一些化学物质进入臭氧层,与臭氧发生反应,造成臭氧损耗,这与制冷技术的发展有直接关系。自20世纪30年代以来,一系列适应不同工作温度范围的氟利昂制冷剂几乎席卷了制冷领域,极大地推动了制冷空调技术的发展。据估计,一个氯原子可以破坏104 ~ 105个臭氧分子,溴原子的破坏能力是氯原子的30 ~ 60倍。而且氯原子和溴原子还具有协同效应,即当它们同时存在时,破坏臭氧的能力大于它们的简单相加。也就是说,冰箱、空调中大量使用的氟利昂是“臭氧洞”的罪魁祸首。现阶段制冷技术的发展表明,科技不仅可以增强人的能力,也可以改变人性,破坏人的生存环境。制冷技术和冶炼、化工等技术一样,具有造福人类和破坏人类环境的双重作用。
2.3技术发展的负面影响
当代技术革命正在形成新的生产力、新的生产方式、新的市场交换方式、新的产业结构和就业机构、新的财产占有方式和等级结构,以及新的权力和组织管理结构。技术的正负效应是客观存在的,不可避免的。人类拥有所有其他生物不曾拥有的思想、精神和语言。他们用自己的聪明才智创造了丰富的物质文明,也必须回应技术带来的负面影响。美国后现代主义学者霍兰德指出:“现代梦绕了一个怪圈。在这个圈子里,现代科学进步本来是为了解放自己,结果却危险地失去了在地球、在人类社会、在传统、更重要的是在宗教神秘中的根基。它的能量已经从创造转移到毁灭。进步的神话导致意想不到的不良后果。”虽然科学技术的发展对解决“全球性问题”和当代人类发展的困境不可或缺,发挥着巨大的作用,但我们也应该看到科学技术发展的副作用以及科学技术在解决“全球性问题”时可能存在的局限性。
3控制制冷技术的负面影响
完全消除科学技术的负面影响是不可能的。我们唯一能做的就是在科技活动中尽量避免和抑制它的负面效应。臭氧层破坏和全球气候变化是当今世界面临的主要环境问题。当科学家的研究令人信服地揭示了制冷技术中广泛使用的氟利昂造成了臭氧层的严重损耗时,“补天”的动作非常迅速。1985,即11年在Monlina和Rowland提出原子臭氧损耗机制后,也就是发现南极臭氧洞的那一年,由联合国环境规划署发起,通过了《保护臭氧层维也纳公约》,在世界上首次确立了一系列控制臭氧层破坏的原则和政策。1987年,保护大气臭氧层的重要历史文件《蒙特利尔议定书》获得通过。在该议定书中,规定了保护臭氧层的受控物质类型和逐步淘汰时间表。要求到2000年全球氟利昂减少一半,并制定了氟利昂物质生产、消费、进出口的控制措施。由于进一步的科学研究表明,大气中臭氧消耗的形势更加严峻,1990年通过了《蒙特利尔议定书伦敦修正案》。《哥本哈根修正案》于1992年通过,其中再次扩大了受管制物质的种类。彻底淘汰的时间表也一再提前。中国也将在2010年淘汰氟利昂F11。然而,即使我们做出这样的努力来弥补我们头顶上的“臭氧洞”,也很难从大气中清除臭氧消耗物质。据预测,通过哥本哈根修正案,平流层中的氯原子浓度将在2050年左右降至临界水平以下。届时,我们头顶的“臭氧洞”有望开始恢复。从这里我们可以清楚地看到,技术是一把双刃剑。人类逐渐认识到,技术的价值标准不仅在于是否实用,带来怎样的经济效益,还在于它的负面效应。但是,难道因为技术进步的负面效应,人类就一定要否定技术进步,退化到原始古老的生产生活吗?难道我们不应该回到《诗经:风中七月》中所描述的粮食储存的时代,“…………………………………………”?这种消极的避世观显然不符合人类探索的本性和发展规律。事实上,当制冷技术发展第二阶段使用的制冷剂被列入淘汰日程后,制冷技术进入第三发展阶段(从1990至今),进入以HFCS制冷剂为主的时期,环保、高效、节能减排的新一代替代制冷剂的开发和实用化进程研究正在加紧进行。人类不仅要能够通过技术手段利用、支配、改造和控制自然,而且要通过技术活动来适应和协调自然,以减少或避免对自然的破坏。
4结论
人类通过技术手段对自然的利用和改造,必然会改变自然原有的平衡。问题是人类要正确认识自己的活动对自然的正负效应,提供适应自然规律、科学可预测可控的人类行为,这样后果才会有利于协调人与自然的关系,让自然更好地造福人类。马克思主义相信技术的力量,相信人类依靠科学技术可以克服各种困难,摆脱困境。人类寻求发展的能力是无限的。但是,科技力量的发挥和发展要在一定的生产方式下进行,要受到经济制度和社会制度的影响和制约。因此,当代科学技术的发展必须遵循马克思所说的“人学”的统一目的,才能真正克服技术发展的负面效应,充分发挥技术发展的正面效应。制冷技术和臭氧层保护的发展是近代史上技术进步和全球合作的典型例子。其技术进步和控制技术进步后果的合作机制也将成为人类的财富,为解决其他重大问题提供宝贵的参考经验。
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[2]王兵戴正农:《自然辩证法教程》,东南大学出版社。
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