《光伏春秋》光伏夏商周时代曲不通幽（一）

本章导读：

从1839年发现光伏现象，到贝尔实验室发现和发明现代光伏，可以说是科学的必然，也是科学的偶然。

用于航天电源，则是其应用。

而科技的大发展带来工业、经济和社会的巨大进步，也带来人类、能源和消耗的几何级数的增长，并且孕育出了一些现代工业病。

人口问题，资源问题，环境问题和能源问题，包含在一句话内，人类发展相对有极限。

正是光伏、新能源和这些问题关联起来，在夏商周时代还不是必然，可谓曲不通幽，直到光伏进入光伏春秋时代。

第一节 缘何诞生 经济科技发展相辅相成 光伏诞生主因美苏争霸

要论及光伏为何诞生，可以说具有偶然性，但也具有一定的必然性。至于光伏发电如何和为何能上天入地飞入寻常百姓家恐怕也具有一定的必然性道理。

一、 科技革命和科技大发展是光伏诞生的大环境

科技技术革命是在人类改造自然过程中关于制造和操作的系统知识的社会性根本性的变革。它的发生有社会的因素，也有科技自身的内在动因。人类只有对自然界及其发展规律的认识有了飞跃，才有可能在能源利用和生产工具、生产工艺的变革方面有所突破。19 世纪末、20世纪初的物理学革命，爱因斯坦相对论的提出和量子力学的诞生，在物质观、时空观、运动观和方法论方面改变了牛顿力学体系，从而将人们对自然界的认识从宏观世界引向微观世界。30 年代原子物理学的迅速发展揭开了核裂变的奥秘，使人工利用原子能成为可能。第二次世界大战后，科学家们进一步探索原子核更深层次的内部结构，即构成原子核的众多基本粒子的结构及其转化规律，从而建立了高能物理学，形成于战后初期的“三论”即控制论、信息论和系统论，也是当代技术革命的主要理论依据。

第二次世界大战前，随着电力技术、内燃机技术、冶炼、化工等技术的发展，在欧美国家兴起了电力、电通讯工业、汽车、飞机制造、石油化工、高层建筑业等一系列新型的产业部门，使社会生产力大为提高。新产业不仅为社会创造了巨大的财富，而且还给科学技术研究提供了所需要的超高压、超低压、超高温、超低温、超纯度、高真空等实验手段，使一大批精密仪器，如电子显微镜、电子示波器、质谱仪、同位素测定仪、原子光谱仪以及能获得高速质子的回旋加速器等得以在二三十年代问世。正因为有了这些先进的实验条件，才使新技术的诞生成为可能。

第二次技术革命中无线电技术的发展是电子计算机得以诞生的直接前提。30 年代后期，在高分子化学领域，合成橡胶、合成纤维(尼龙、涤纶)与合成塑料三大合成材料的发明被用于军事，战后转向民用。但在生产中人们难以控制和避免高温、高压、剧毒等危害，故要求研制自动控制装置和不断提高计算机的水平。同时，各种新合成材料的生产又为宇航技术的发展提供了新的材料来源。此外，战后石油开采和冶炼技术有很大的发展，石油已成为发达国家工业的主要能源。由于它大大降低了工业成本，从而使西方国家获得大量利润，这又为研制和应用新技术提供了雄厚的物质基础。

二、 军事和美苏争霸使得现代光伏诞生得以加速

社会需要。按照爱因斯坦提出的能量与质量转换关系的公式，科学家已预见到原子能会是一种能产生巨大能量的能源，但是否能人工利用，科学家则普遍持悲观态度，直至二战爆发，科学家才改变态度，相信战争的需要能创造出以往不能创造的条件。1939 年8 月2 日，爱因斯坦致信罗斯福总统，建议试制原子弹。1941 年12 月美国政府作出制造原子弹的决定。为了实施“曼哈顿工程”计划，美国政府动员了50 万人力，投资22 亿美元，耗费了全国电力生产的1/3，才保证了试制成功。

电子计算机的诞生也是由于战争的需要。二战后，美苏军备竞赛的加剧对科技发展起了刺激作用。例如，美国为了称霸世界，继续将大量军费用于研制尖端武器。1950—1951 年度政府为原子武器的研制拨款23 亿美元，比“曼哈顿计划”的全部费用还多。又如，氢弹、洲际导弹、中子弹、制导导弹、激光、遥控、深海武器系统等都是在激烈的军备竞赛中诞生的。此外，空间技术的每一步发展也都是美苏军备竞赛的结果。

战后资本主义生产关系的调整，特别是国家垄断资本主义的发展对科学技术的发展有双重的作用，一方面由于使科学服务于垄断资产阶级少数人的利益，从而阻碍了科学的发展;另一方面也有促进作用。垄断组织由于巨型化、国际化、实力大大加强。为了增强产品的竞争力，重视科学研究和不断开发新产品。国家垄断资本主义还能运用政权的力量组织规模大、耗资大、利润低而风险大的尖端科研项目以及基础研究项目，从而促进了科学事业的发展。战后西方国家普遍重视教育，特别是通过发展高等教育来大力培养科技人才。美国经济学家舒尔茨分析1929—1957 年美国生产增长时发现，生产增长幅度远大于人力与资本投入增长的幅度。主要原因是由于教育事业的发展使劳动者的素质和技能有所提高，从而促使劳动率大大提高。美国还一贯重视用高薪和优越的生活、工作条件从国外吸引人才，这对美国的科技发展起了重要的作用。

战后社会主义国家有很大发展。社会主义制度本身要求重视科技事业的发展。斯大林早在30 年代就提出过“在改造时期技术决定一切”的口号。苏联的科研人员，在十月革命前的1914 年为10200 人;1940 年增至 98300 人;1947 年为 146 000 人;1965 年增至665 000 人。苏联高度集中的计划经济体制对国民经济的全面发展有不利的一面，但也有能集中人力、财力，发展急需的尖端科学的有利的一面。苏联能在战后很短的时期内打破美国的核垄断，与美国在许多高科技领域展开竞赛，并在空间技术、原子能和平利用等方面一度领先，这是与其社会条件分不开的。

核能技术与空间技术 1942 年12 月，在费米领导下，第一座原子反应堆在美国建成，此后1945 年7 月16 日第一颗原子弹爆炸成功，标志着人类利用原子能时代的开始。过去，人类只是直接或间接地使用天然能源，而原子能是人工能源，是原子核发生裂变时释放出来的能量，它比化学能大几百万倍，具有许多优越性，是人类在能源利用方面的一次革命。但它首先被用于军事，与历史上蒸气能、电能的发展情况截然不同。

苏联为了打破美国的核垄断，在苏联原子弹之父库尔恰托夫领导下建成了原子反应堆。1947 年在乌拉尔建立了生产铀235。和钚239 的工厂。1949 年8 月29 日，在哈萨克塞米巴拉金斯克成功地试爆了第一颗原子弹，代号“南瓜”。美国为了重新占有核优势，加紧研究核聚变技术，1952 年11 月1 日在马绍尔群岛比基尼环礁上成功地爆炸了第一颗氢弹，它是根据氢的同位素氘和氚发生聚变反应的原理而制成的，其威力比在广岛投掷的原子弹大800多倍。美国氢弹爆炸9 个月后，1953 年8 月12 日苏联氢弹在北极圈的弗兰格尔岛爆炸成功。1954 年6 月，苏联在奥布宁斯克建成世界第一座核电站，

开始了原子能的和平利用。但当时由于军备竞赛而阻碍了原子能和平利用的发展。英国在1952 年和1956 年、法国在1960 年和1968 年分别试验成功了原子弹和氢弹。中国是世界上第5 个拥有核武器的国家，在邓稼先等科学家领导下，1964 年10 月16 日中国的第一颗原子弹在罗布泊试验成功，1967年6 月17 日第一颗氢弹也在这里试验成功。

从50 年代初起，苏美都加紧研制中远程和洲际导弹。1957 年8 月苏联向太平洋目标区发射了第一枚SS—6 洲际弹道导弹，射程约 8 000 公里;1959年美国的“宇宙神”洲际弹道导弹研制成功，射程超过1 万公里。导弹的关键技术是火箭技术，火箭技术的进步为空间技术的发展创造了条件。

1957 年10 月4 日，苏联成功地将世界上第一颗重83.6 公斤的人造地球卫星送上太空; 1958 年 1 月 31 日美国的“探险者1 号”人造卫星发射成功，但重量只有苏联的1/10。1960 年美苏都掌握了卫星回收技术。1961 年4月12 日苏联发射了第一颗载人飞船，宇航员加加林在太空遨游108 分钟、绕地球一周后安全返回地面。这一创举标志着人类进入了太空时代。1961 年5月，美国总统肯尼迪为了缩短与苏联的“空间差距”，提出10 年内完成阿波罗登月计划。

1964 年8 月19 日，美国成功地发射了第一颗地球同步静止轨道通讯卫星，说明火箭—卫星技术又达到了一个新的水平。之后，全球卫星通讯事业发展迅速，1969 年7 月16 日，美国的阿波罗11 号宇宙飞船从肯尼迪航天中心升空，7 月21 日宇航员阿姆斯特朗和奥尔德林在月球上留下了人类的第一个脚印，阿姆斯特朗说：“这是人的一小步，也是人类的一大步”。他们在月球上逗留了21 小时以上，收集了标本，拍摄了照片，装置了仪器，7 月25日平安返回地球。这是人类征服宇宙的又一壮举。

70—80 年代空间技术的大发展表现在各种用途的民用、军用卫星，如气象卫星、通讯卫星、资源卫星、侦察卫星、导航卫星等陆续升空，这些卫星的发射为遥感技术提供了新的平台，使遥感技术发展到航天遥感新阶段。各国利用这种新技术发射各种空间探测器。1970 年12 月15 日，苏联发射的“金星7 号”在金星上软着陆; 1977 年8 月20 日和9 月5 日，美国先后发射的“旅行者”1 号和2 号，分别于1979 年3 月和7 月飞过木星，1980 年11 月和1981 年8 月相继飞过土星，1986 年和1989 年又相继探测天王星和海王星，然后离开太阳系，直入无际的空间。1990 年4 月14 日，中国发射了第一颗卫星，在全世界居第5 位。据统计，到1982 年底，全世界已发射各种航天器2936 个，其中美国占34%，苏联占60%。

1971 年4 月19 日苏联发射了第一个在宇宙中从事科研工作的空间站——“礼炮1 号”;23 日实现了空间站与飞船的对接。1977 年9 月29 日，美国的空间实验站与苏联的“礼炮6 号”同时发射，1980 年苏联宇航员波波夫和柳明在“礼炮6 号”上工作了185 天。1981 年4 月12 日，美国第一架航天飞机“哥伦比亚号”顺利升空，这是火箭、宇宙飞船与飞机技术相结合的一种空间运载工具，它既能在宇宙中飞行，也能在大气层中飞行和着陆，且发射程序简便、实用。“哥伦比亚号”在绕地球36 周后安全着陆。1986 年美国“挑战者号”航天飞机爆炸后，美苏加紧研究兼有航空、航天两种特性、且不需借助火箭起飞、可自由往返于大气层内外的空天飞机。这种飞机如研制成功将会大大促进人类空间探索事业的发展。

美苏争霸，人造卫星上天成为需求，而给卫星持久供电成为核心条件之一，这样偶然发现的光伏现象成为了美国和苏联先后搞出现代光伏发电系统的动力。后来西欧、日本、中国等也相继介入人造卫星领域，自然也少补了进军光伏领域，孕育和诞生本国技术的人造卫星和光伏发电系统。

能源是现代工业的血液，70 年代世界能源危机后，有关能源开发、利用和节能技术研究有很大发展。人们进一步开发太阳能、地热能、海洋能、生物能、风能等能源，同时加强对煤炭的液化、气化和石油综合利用等新技术的研究。这是后话。