维多利亚的秘密- 第18部分

钢铁厂正是需要简单、快速、牢固，还有保温，别忘了炼钢是高温作业。作为一位有品味的大财阀，唐宁还对美观有要求，就算是钢铁厂也不能马虎。他在把厂房的初期、中期、远期大致规划好之后，邀请帕克斯特为这个投资百万的伟大项目设计厂房，他要建又美丽又实用的水晶厂房。

帕克斯顿来到著名的思陀宫拜访唐宁，在那大图书馆里，他看到书柜上摆着各种各样的科学和工程学的著作，文学之类的几乎找不到一本。

“风电场是什么？”帕克斯顿看到唐宁的粗略的图纸上有一大片奇怪的区域，好奇地问。

唐宁：“是用风力来发电的场所，你可以把它想象成荷兰的风车，如果你见过的话。”

帕克斯顿：“这么大？”

唐宁：“是啊，大钢铁厂将来会非常耗电，再说了，多余的电力以后可以输送到伯明翰卖。”

看到他很好奇，唐宁便将自己正在实验的几十个风叶模型给他看。叶片设计可不是个简单的活儿，为了降低施工难度，唐宁使用的是垂直轴风轮，又叫达里厄风轮，不像荷兰风车那样水平迎风。水平轴风车不是平衡的设计，所以对材料和工程要求高，离地也高。而垂直轴风车意味着把施工的难度转移到叶片的设计难度上。荷兰风车更直观，达里厄风轮通过巧妙地设计叶片的受风流线，能把阻力型变成升力型，或者半阻半升型，升力型的达里厄风轮效能并不下于荷兰风车。

看到帕克斯顿对风车很感兴趣，唐宁简要介绍了一下风电设计的理论，听得帕克斯顿不明觉厉、意犹未尽。

观摩完了风车，回到图纸，帕克斯顿又发现不明物体：“这个高30英尺的集热器是什么？”

唐宁：“炼钢是一个高温的环境，大温室还是不够热！我将设计一座高塔，高塔上盛有锅炉，而在塔下安装几十几百个大反射镜，将太阳光集中到锅炉上，用来给炼钢的高炉和通风管等设备加热。多余的热还给用来加热蒸汽机，总之，除了刚开始的一座塔要建造之外，别的位置也得留出来。”

真是科技狂人，有趣的项目。帕克斯顿顿感不虚此行。

32。第32章绿色挑战

污水治理委员会任命的测量员巴瑟杰为伦敦下水道的治理设计方案，巴瑟杰经过数月的调研，提出了利用泰晤士河的潮汐将有意建成坡度的下水道中的污水排入泰晤士河口的方案。这个方案很天才，当泰晤士河退潮时，将把污水全部带走，然而，委员们有理由怀疑，万一时间拿捏得不到位，污水倒灌进泰晤士河，那就惨了。

身为委员会主席，唐宁决定再次推动科技往前发展，提出污水处理方案，用生物膜净化污水，净化工厂建在伦敦东郊，巴瑟杰的线路的中点，并称，经过生物膜净化的污水用眼睛几乎看不出与干净河水的区别，这么一来，可以将污水倒灌的风险化减到最小。委员们不太相信有这种好事，答应给唐宁一点时间去研发他的生物膜。

生物膜法是一种处理污水的好氧生物方法。特点是微生物附着在作为介质的滤料表面，生长成为一层由微生物构成的膜。污水与之接触后，其中的溶解性有机污染物被生物膜吸附，进而被氧化分解，转化为h2o、co2、nh3和微生物细胞质，污水得以净化。生物膜法通常无需曝气，微生物所需氧气直接来自大气。

总的来说过程如下：污水经市政管网收集进入处理厂，由隔栅过滤去除其中较大的固体物，如泥沙、纸张等，然后进入第一级沉淀池。污水在预沉池中停留数小时，待其中固体污染物沉降后，进入二级生物化学处理反应池。反应池为好氧型曝气池。在曝气池中大量通入空气以促进好氧细菌生长。细菌以水中有机污染物为食，大量增长后形成污泥状悬浮物。此时将污水引入第二级沉淀池，将细菌和其他微生物为主的污泥沉降。处理后的污水在视觉、嗅觉上可以达到与清水相近。

唐宁要做的就是把这个过程用他最爱的小模型展示出来，这一次很多工序都要戴上口罩，唉，没想到要干这种脏活儿，公务员的活儿不好干！

终于要进军微生物界了。这门技术的核心就是要使用培养器皿来筛选出最合适的好氧微生物。唐宁将一个小图书馆改成了微生物实验室。而此时，小功率的风力发电机已经能够把他的整个庄园照得灯火通明，甚至路灯都有，贼都不敢来了。

在唐宁的污水治理委员会里，有两人反对在建造下水道的时候同时规划地下电缆和供暖、供气管道，因为这会增加相当大的开支。唐宁就带他们来自己家看这些电灯，剧透未来，说：“将来，每家每户都都会用上这样的电灯，伦敦人民从此不再被火灾困扰，电的使用会是多的。”

反对党一号：“那么电缆建在地面上不也是一样的吗？便宜很多，而且不知道什么时候才用得着那么多的管道，我认为还是不要浪费下水道专款的好。”

唐宁：“这就好比修铁路的时候遇到了一座山，是开凿隧道好呢，还是绕过去好呢？表面上看起来是绕过去比较省钱，但是这么一来就会让铁路变慢，浪费的是旅客的时间，而且是永久性地浪费。地下电缆更耐用、更安全，还不影响城市的景观，从长远来看更划算。伦敦是世界中心，咱们要给小兄弟们做出表率。电力的使用会发展很迅速的，你们看，法拉第先生都全职在给电力公司搞研发，这日子不远了。”

两个反对党其实对史上第一慈善家相当地尊敬，而且唐宁这么煞有介事地请他们到家里来见识未来的电灯，诚意十足，他们终于无话可说了。

他们也是第一个见到污水处理厂小模型的人，对于微生物的神奇能力惊叹不已，那么肮脏的污水居然毫不费力就清理得干干净净，使他们对唐宁的污水处理厂信心十足。

唐宁说：“我们从泰晤士河周边开始开凿下水道吧，用最快的速度把这个开放式的下水道大大的改善。现在冬天空气不流通，在国会大厦都能闻到泰晤士河的臭味儿了。”

数日之后，经过全体委员会成员的同意，预算高达300万英镑声势浩大的下水道工程开锣了！

而此时，另一个治理环境的计划又渐渐在唐宁的脑中成型——交通工具。当时最好的私人交通工具就是马车，它不但贵、难维护，还要雇佣车夫，更是污染环境，因为有马粪。唐宁最恨污染环境的工业产品，他不准备按照科技发展的规律去发明内燃机，那是一种落后的科技，它的尾气难闻有毒害，而且更没治的是四冲程引发的噪音。唐宁准备直接发明绿色能源时代的——燃料电池引擎。

燃料电池使用氢或者烃类燃料，与空气中的氧发生反应产生电力，因此，燃料电池更像是小型发电厂，并对携带的能量限制跟内燃机一样——油箱的大小。

内燃机的原理是将蕴藏在汽油、柴油中的化学能转换成热能，再经过经典的四冲程转换成机械能，由于其过程大量的能量以热能的形式浪费掉，所以能量转换效率并不高，为1050％。而燃料电池是从氢或者天然气、煤气转换成电能，再从电能转换成机械能，其中电能到机械的转换效率很高，只要超过200瓦的电机转换效率就能轻松达到99％，以至于燃料电池的转换效率可高达85％。

燃料电池技术比蓄电池更优秀的地方在于它的能量密度更高，电池车将长期受到这问题的困扰，相同重量的燃料电池一套能跑600公里的话，蓄电池就只能跑60公里，差距巨大。随着功率的增加，蓄电池更是力不从心。

燃料电池的问题在于不直观，成本高，维护不易，但内燃机没有普及的年代在唐宁的操盘之下异军突起也许能部分解决这两大难题。在科技发展史上，早在1830年代就已经有人提出了氢氧燃料电池的理论，使用铂粉做阳极反应催化剂是很长一段时间这种技术得不到大规模应用的原因，因为铂又叫白金，是贵金属。唐宁的重要手段就是采用几乎100％回收的方式以降低贵金属成本。

使用含碳的燃料容易造成碳积，维护成本更高，但如使用甲醇这种液体，他的运输和储存将十分便利。氢是宇宙中最轻的元素，就算是最密闭的容器，放置久了也会逸空，它的好处就是最干净，设备不容易发生化学侵蚀。

唐宁准备取两者之长，以甲醇为运输、存储的载体，将来炼油厂的主要产品不再是汽油、柴油，而是以甲醇为主。使用燃料重组的方式在加氢站把甲醇变成氢。越复杂的烃类裂解所需的温度越高，甲醇重组需要300摄氏度，汽油则高达800度。温度高就意味着要加散热风扇，噪音就会出现，所以唐宁不希望每一台车上都有自己的燃料重组设备，最多长途大客车和卡车配备，远期的电力火车和轮船配备，城市小车就不必了。

燃料电池是一门复杂的技术，真正的实用化是要到阿波罗登月的时候为了解决电力和水源问题才应用上，二战时德国的潜艇为了控制噪声躲避声纳也用过。它涉及到化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科，相当有利于唐宁的公司长期垄断市场，当他不再垄断时，恐怕世界上已经是燃料电池引擎的天下，乌烟瘴气、引擎轰鸣的内燃机汽车的地球也许永远不会再现，这是唐宁建设美好人类家园做出的伟大与大胆的贡献。

这估计都是三、五年之后的事了，唐宁最先要完成在私人交通工具上的技术积累，从发明自行车开始。

33。第33章彩色世界

人类轻快步行的时速约为3。8英里，而使用自行车能够轻易达到10英里，在20英里的日常短途旅行中，自行车是一种比较理想的工具，更理想的是这是纯绿色、无噪音、无污染的好工具，这才是唐宁最喜欢的。他希望全世界人民，不管将来燃料电池车有多发达，平时都使用自行车出门，顺便健健身，多划算呐。

目前，还没有实用的自行车。最大的障碍是它的速度对比徒步没有明显提高。为了提高车速，早期实验型的自行车使用了笨拙的方式——加大主动轮的直径。这就是为什么我们看早期的实验型自行车会感到很好笑，它们有可能有一个异常巨大的前轮或者后轮。

只能往前驱动的比率齿轮是自行车的最重大技术突破，它使得设计漂亮对称的车轮成为可能，多级变速飞轮又让自行车的动能效能更上一层楼。

接下来就是自行车的舒适性，充气轮胎的发明将是重点。

其实自行车最难的还是保养，使其永远保持在最佳状况，这是大部分自行车主都不乐意去做的事情，普通人都缺乏技术和工具，还有完美主义的态度，而这对于骑行体验又是相当重要的事情。唐宁决定把汽车保养的概念引入到自行车中，每隔一个月，车主就有一次免费的保养机会，当然了，这种方式只适用于自行车出租服务。热心这种商业模式的唐宁又准备使出这招。租车最短的时间是1个小时、1天，中期是1个月，长期是一年至五年。五年就相当于买下了这部车，好处就是每个月都能享受保养服务。

要是出租业务顺利，唐宁就有动力在公共场合建设自行车停放点，请些老头老太看管，以提高自行车的防盗能力，这个对车主也是相当重要的。现在的伦敦是一个盗贼横行的年代，在街头，警察看到一个穿得稍微邋遢一点的小子就会怀疑他是小偷。

在伦敦，一个入门级的小职员的收入是20英镑，唐宁打算以他的收入的20分之1为基准，每年的租金是1英镑。初期，有10万伦敦人愿意花这个小钱的话，他就能坐收10万英镑的小费，这就是半座思陀园啊。当生意做到全英国时，就会有100万英镑级别的收入。当生意扩展到整个欧洲，到整个世界……真是不错的生意啊。

说不定橡胶的大规模使用是在自己发明的自行车上，唐宁感觉自己应该加快把橡胶移植到东南亚的计划了。他在怀着这种心思的情况下，造访了邱园，即皇家植物园。

达尔文为什么能发现进化论？因为他年轻时进行过远洋旅行，而博物学家进行远洋旅行并采集物种标本的这个学术界习俗是由前皇家植物园的园主约瑟夫班克斯创始的，并且他还首次提出了澳大利亚的有袋类哺乳动物比胎盘哺乳动物更原始的说法。这个提法恐怕对于达尔文的思考也是相当有启发的，既然有原始和后来，那么很自然就会想到演化。

班克斯的环球之旅搭乘的是著名的詹姆斯库克船长的船，库克船长也是一个了不起的人物，他改进了航海术和制图术，这对海权大英帝国来说相当重要。库克在第一次的探索旅程中，全程没有一人因为坏血病而丧命，这在当时是一项少有的成就。库克在旅途中尝试不同的方法防止船员患上坏血病，当中他发现预防坏血病的关键，是要经常向船员提供充足的新鲜食物，尤其是青柠等含丰富维他命c的蔬果。库克把这方面的研究成果写成详细报告，并提交皇家学会，促使他在1776年获学会颁授科普利奖章以作表扬。

库克也是第一位在太平洋地区与不同人士具广泛接触和交流的欧洲人。尽管了解到太平洋各个岛屿相距千里，但他仍正确地认为各地岛民均具一定关联。库克又相信太平洋地区的波利尼西亚人应该起源于亚洲地区。人种之间的变迁恐怕对达尔文等人又是一大刺激。

在大殖民扩张的年代，英国的地质学会地位相当高，身为探险家和自然学家的班克斯担任皇家学会的会长达42年之久。在此期间，他把邱园建成了世界上最大的植物园，并首次采用温室的方法栽培热带的植物。

这是一个伟大的集观赏与科学目的为一身的园林，更为亲切的是这里还有一座高耸的中国宝塔，鸟瞰绿园，心旷神怡。

现任的皇家植物园园主是胡克，班克斯的好友，受到过班克斯的帮助去远洋旅行，在任上已经十年。唐宁向胡克请教橡胶树的习性，要移植需要什么要注意的地方。

可惜，胡克对橡胶了解得还没有唐宁多，这个时候，法拉第研究的是橡胶产品，而不是橡胶树。

与胡克交谈的最大收获是胡克居然对无线电报相当赞赏，因为他是经历