自然能热机

一，巨人的肩膀

今天，我们处于信息爆炸时代。据统计，1990年代，世界知识总量平均每5年翻一番。预期到2020年，知识总量将每年翻5番。科学正以史无前例的速度发展。然而，我们这个时代却是技术相对停滞的时代。半个世纪以来，世界再未产生崭新的、令人振奋、如同18-19世纪、那些强力推动人类文明跨越前进的技术革命，如蒸汽机、电力、飞行器等。技术革命与技术进步不同，一般意义上的技术进步是指沿着一条技术路线不断深入，或是引入其他外部技术做外延扩展。技术革命意味着划时代的发明。

在能源领域尤其如此。今天依旧是石油和煤炭的时代。从上个世纪70年代至今，每一次能源和环境危机人们总会呼唤新能源。但事实是，到目前为止，所有新能源，一直没有革命性的突破;包括光伏和风电技术，效率低，成本远超火电，只能依靠政府补贴生存。可控核聚变研究了60年，仍然未有实质性突破。

我们或许有必要重新审视那些曾经开创历史的科学巨人，包括20世纪绝世天才、交流电之父-尼古拉 特斯拉，从他们标新立异的学术精神，开创性科学原理中汲取营养。

二，自运行热机

1900年，20世纪最伟大的科学巨匠之一、尼古拉 特斯拉(Nikola Tesla)在美国“世纪杂志”刊文，提出了以太阳辐射能-环境温度，作为他称之为自运行热机“Self-Acting Engine”能源的设想。

1883年，尼古拉 特斯拉开始考虑制造以环境温度为能源的热机，一劳永逸的解决人类的能源问题。他的设想是：以少量高品位能源为代价，人为制造并保持一个“冷洞”，环境温度在压差的作用下，高温向低温转移，持续向“冷洞”释放能量。尼古拉特斯拉提出这一设想时，完全了解卡诺和开尔文有关热力学的观点：“不可能通过无生气的机械制冷并利用由此产生的热来制造热机”。尼古拉 特斯拉坚持他的信念并投入大量精力去研究，这不仅需要勇气，也来自他的理性判断。

尼古拉 特斯拉一生有400多项专利，数百项跨领域、跨时代的重大发明成果，如交流电、电报(马可尼窃取了他的成果获得诺贝尔奖，尼古拉去世4年后，美国专利局为他恢复了名誉)、X光、激光、荧光灯、收音机、无线遥控、无线移动通讯、无线电力传输等。后人惊呼，他的发明几乎覆盖了现代科学90%的领域。然而，在他如此光彩、丰满、却又有限的生命中，他前后用了近40年时间投身自运行热机的研究，显然这不是单纯的执着。

尼古拉 特斯拉设计的自运行热机采用低温相变工质，从环境温度吸热做功，副产品是制冷。热力循环过程摈弃了冷凝器。尼古拉特斯拉认为自运行热机的输出大于输入，系统大于1，实现所谓的“自运行”。这一设想如果成立，将同尼古拉 特斯拉发明的交流电一样开创一个新时代。自运行热机不是永动机，它的能量来自太阳辐射(环境温度)，取之不尽、用之不竭、无所不在。