早在2001年，一個中年男人拍了一段自己汽車的視頻，然后分享給身邊的數(shù)個朋友。視頻里的主角是一輛破舊的沃克斯豪爾Nova小轎車，在煙霧彌漫中，在雜亂的院子里打轉(zhuǎn)。方向盤后坐著的男人叫彼得·迪爾曼（Peter Dearman），一個不修邊幅，熱衷自己學(xué)習(xí)、自己動手的中年男人。這四十年來年，他把大部分時間用在構(gòu)想一臺能體現(xiàn)工程極致的蒸汽機：僅用空氣驅(qū)動的發(fā)動機。
迪爾曼于1951年出生在倫敦北部的一個雞蛋農(nóng)場。結(jié)合他的背景，他看起來并非是解決這種問題的合適人選。他15歲輟學(xué)，在自家農(nóng)場工作過一陣子，然后去了一家當(dāng)?shù)氐拟k金廠工作。晚上，和大多數(shù)英國人一樣，在車庫或后院修修補補。只不過，迪爾曼的才華和野心讓他從業(yè)余愛好者中脫穎而出。這些年，他申請過各種各樣的專利，比如改進的活動扳手、太陽能熱水系統(tǒng)和至今仍在救護車上使用的便攜式復(fù)蘇器。但是，他的最杰出成就，要數(shù)那輛Nova。這輛車的發(fā)動機是迪爾曼自己用電線、舊啤酒桶、紅色塑料垃圾桶以及可裝滿咖啡罐那么多的液氮，組裝而成。
從發(fā)動機到制冷機
迪爾曼的項目靈感可至少追溯到1899年。當(dāng)時一個名叫漢斯·克努森（Hans Knudsen）的丹麥發(fā)明家聲稱，自己設(shè)計出一種可以使用“干凈的藍色”燃料，即液態(tài)空氣——每加侖僅售1美分，作為動力的汽車。這種汽車不會排放出污染物和溫室氣體，僅留下無害的凝結(jié)痕跡，并且以每小時12英里的速度從容行駛?？伺谠诋?dāng)時備受媒體追捧，然而他的公司卻在短短幾年內(nèi)宣告破產(chǎn)。冷嘲熱諷的人認為，克努森自導(dǎo)自演了一場Theranos式的騙局，部分原因在于沒有人知道他的設(shè)計汽車究竟是怎么工作的。多年以來，有效的液態(tài)空氣發(fā)動機似乎跟永動機一樣荒唐。
即便如此，液態(tài)空氣發(fā)動機背后的基礎(chǔ)原理并不荒唐。大多數(shù)發(fā)動機依賴熱差進行工作。以汽油發(fā)動機汽車為例，燃料與空氣混合后，進入活塞腔，點燃后，溫度瞬間可以達到1000攝氏度。氣體迅速膨脹，推動活塞，進而轉(zhuǎn)動車輪。以相同的過程，把攝氏溫度降低并換成華氏溫度，就是液態(tài)空氣發(fā)動機。氮氣燃料的沸點為零下320華氏度。當(dāng)液氮進入（溫度更高）的活塞腔后，會瞬間蒸發(fā)成氣體。氮氣燃料的溫度變化要小于汽油燃料，所以活塞的動力感不那么強勁，但也足以轉(zhuǎn)動車輪。真正的難題在后邊：流經(jīng)發(fā)動機的低溫燃料會迅速讓發(fā)動機冰凍住，從而干凈利落地讓熱差消失地?zé)o影無蹤。緊接著，空氣停止膨脹，汽車失去動力。
迪爾曼說，障礙很明顯。他從十幾歲開始就一直在思考，如何解決這個難題。對于內(nèi)燃機來說，你需要一個散熱器來給發(fā)動機降溫。但是，如果是“冷燃機”的話，你則需要一個加熱器，來給發(fā)動機升溫。“我腦子里有一個隱約的解決方案，但我知道不做一些切實的研究，是什么都做不出來的，”他說。
突破發(fā)生在1999年。迪爾曼看了一集已經(jīng)停播的BBC系列節(jié)目《明日的世界》。節(jié)目里，主持人來到華盛頓大學(xué)，向大家介紹一輛看上去十分笨拙的改裝郵車。這輛郵車上山有點困難，最高速度只有22英里每小時，它的燃料是液氮，然而“油耗”有點高，每英里要消耗5加侖液氮。想出這個點子的人叫安倍·赫茲伯格（Abe Hertzberg），一個古里古怪的教授，之前還提出過激光動力飛機的概念。這輛郵車上應(yīng)用了一項重大的創(chuàng)新：極冰冷的燃料先經(jīng)過一個熱交換器，然后再送到發(fā)動機。這個熱交換器其實就是一系列在燃料管周圍循環(huán)外部空氣的同心管。項目中的研究生約翰·威廉姆斯（John Williams）解釋說，熱交換器可以確?！罢麄€裝置不會變成一個大冰球”。但是，核心問題依然沒有得到解決——液氮還是會迅速地給發(fā)動機降溫，從而抑制液氮蒸發(fā)成氣體?！拔覀兊捻椖績H僅是概念證明，”威廉姆斯說，“認識到這種可能性?！?/p>
在畢曉普斯托福德，迪爾曼坐在自家沙發(fā)上看完了這集節(jié)目，頓覺豁然開朗。赫茨伯格的設(shè)計邏輯和改進方法躍然紙上。怎樣才能保證液氮不斷膨脹呢？當(dāng)然是用防凍液了?！暗览砗芎唵?，但只有當(dāng)你真正想明白后，才簡單，”迪爾曼說。他走進車庫，從架子上抓起一個藍色塑料壺，然后開始折騰他的割草機，先搗鼓上面的發(fā)動機，每啟動一下就把防凍液和水注入活塞室。這就把室溫?zé)崃恐苯铀偷疥P(guān)鍵的地方——然后大幅提高發(fā)動機的效率。Nova汽車上采用的就是這個思路。
迪爾曼有一個做承包商生意的哥哥，他還為專利申請出過錢。如果不是他向大客戶提起這件事，故事到這里可能就結(jié)束了。2004年，這個大客戶又把迪爾曼介紹給托比·彼得斯（Toby Peters）。彼得斯原來是一名戰(zhàn)地攝影師，后來轉(zhuǎn)行當(dāng)起了商業(yè)策略顧問，專門為企業(yè)的社會責(zé)任計劃出謀劃策。彼得斯起初有些懷疑。于是，他把迪爾曼的發(fā)動機拿到利茲大學(xué)做全面的研究?？茖W(xué)是最有力的說客。經(jīng)過研究，他們發(fā)現(xiàn)，迪爾曼發(fā)動機的效率可媲美汽油和柴油發(fā)動機的效率；燃料利用率接近三分之一，剩下的只能浪費掉。另外，即便有再多的防凍液也解決不了一個根本問題：同樣的一加侖，液態(tài)空氣蘊含的能量遠低于化石燃料。也就是說，液態(tài)空氣燃料無論如何也無法提供汽車車主們所期望的大馬力和扭矩。
隨后，在2011年，彼得斯也突然頓悟：迪爾曼發(fā)動機的獨特賣點顯然不在于用作“汽車發(fā)動機”。傳統(tǒng)發(fā)動機排放出來的是熱量，而迪爾曼的發(fā)動機正好相反，排出的是冷氣。彼得斯后來說，冷氣才是“真正的價值所在”。換句話說，新成立的迪爾曼公司，試圖銷售的其實不是發(fā)動機，而是移動冷卻裝置。這么一來，潛在客戶——比如冷藏車行業(yè)的客戶——就有很多了。
廣告詞都是現(xiàn)成的：柴油機冷卻裝置不僅排放出溫室氣體，又污染空氣；與其使用這種對環(huán)境有害的裝置，客戶可以選擇僅排放氮氣的迪爾曼冷卻裝置。而且，相同成本下，與傳統(tǒng)系統(tǒng)相比，迪爾曼冷卻裝置運行更安靜、燃料補充更快且冷卻效率更高。誠然，生成液氮會消耗能量。即便也考慮上這一因素，迪爾曼發(fā)動機也比柴油機少40%的排放。如果給燃料廠供電的電網(wǎng)也使用可再生能源的話，迪爾曼發(fā)動機減少的排放可以達到95%。
各種邏輯看似天衣無縫，但真的有足夠的說服力嗎？歷史上，新穎技術(shù)沒有市場的例子比比皆是，它們要么時機不對，要么推廣失敗，再或者淹沒在財力雄厚的公司投放的大量競爭產(chǎn)品之中。資本主義經(jīng)濟信奉自然選擇法則，即優(yōu)勝劣汰。然而，實際過程中，生存下來的未必是真正最優(yōu)秀的。比如，在家用冰箱剛剛興起之際，市面上有兩種設(shè)計：一種用電，另一種用天然氣。然而，哪怕天然氣冰箱運行起來更安靜，成本也更低，最終如您所知，流傳下來的依舊是電冰箱。因為大公司有龐大的廣告預(yù)算給電冰箱做宣傳，而消費者則聽之信之。如果迪爾曼和彼得斯志在改造全球低溫食品運輸系統(tǒng)之冷鏈系統(tǒng)，光有一個超棒的創(chuàng)意還遠遠不夠。
從車庫原型到商業(yè)設(shè)備，這個過程也很漫長。彼得斯負責(zé)融資和業(yè)務(wù)開發(fā)；迪爾曼則和他的兒子，以及不斷發(fā)展的工程師團隊一道，從效率、緊湊性、輕便以及可靠性等各方面，進一步完善他的原始設(shè)計。2015年，一輛裝有迪爾曼制冷裝置的卡車在沃里克郡試行駛了數(shù)英里，以進行測試，確保在實驗室環(huán)境下工作正常的裝置，在現(xiàn)實環(huán)境中的泥濘又容易打滑的雨天道路上也能正常工作。
一年之后，英國第二大連鎖超市森寶利租借了一臺迪爾曼裝置，試用三個月，從埃塞克的倉儲中心把商品運送到倫敦的各個超市。又一年之后，一輛迪爾曼冷藏車連續(xù)六個月為聯(lián)合利華在荷蘭運送班杰利的食品，且沒有丟失任何貨物。
目前，全球一共有300萬輛冷藏車。預(yù)期到2025年，這個數(shù)字將增長到1700萬輛。彼得·迪爾曼的發(fā)明似乎是柴油機的完美替代。很快，英國最權(quán)威的科學(xué)機構(gòu)皇家學(xué)會，也向迪爾曼發(fā)來晚宴邀請。
冷藏：食物防腐的巨大突破
現(xiàn)代吃貨們可能很難想象，機械冷藏改變?nèi)祟愶嬍澈腿驓夂虻某潭扰c速度。這項技術(shù)在南北戰(zhàn)爭之后剛剛進入商業(yè)應(yīng)用；早期的技術(shù)采用者是美國中西部的一家德國的啤酒釀造商，他們希望在炎炎夏日保持啤酒清涼。漸漸地，其他行業(yè)也紛紛意識到，制冷技術(shù)可以用來解決長期困擾人類的一個難題：食物變質(zhì)。
幾千年來，人類與微生物之間的斗爭從未停歇。細菌和真菌試圖侵占我們的食物，而人來則試圖用各種保鮮技術(shù)來阻擋它們的侵略步伐。在這個漫長和緩慢的斗爭過程中，經(jīng)過反復(fù)嘗試和失敗之后，不同的地區(qū)找到了不同的防腐辦法。有些甚至還造就了別樣的美味，比如臭奶酪、煙熏三文魚、薩拉米香腸、味增、果醬和榅桲醬等等。甚至斯堪的納維亞的堿漬魚或中國的皮蛋等膠狀美食也廣受歡迎。
這些腌制食品中的大多數(shù)保質(zhì)期都非常長，而且攜帶方便。只不過，他們與新鮮時候的樣子大相徑庭：征服微生物所需的化學(xué)和物理變化不可避免地會改變食物的原始風(fēng)味、口感和外觀。但按需冷藏的出現(xiàn)，改變了這一切，顛覆了數(shù)千年的飲食歷史。
最早的移動機械冷卻裝置由弗雷德里克·麥金萊·瓊斯（Frederick McKinley Jones）在于1939年申請專利。瓊斯也是第一位獲得美國國家技術(shù)勛章的非裔美國人。和迪爾曼一樣，瓊斯高中輟學(xué)，之后自學(xué)成才。在他發(fā)明冷卻裝置之前，易腐爛食物（如肉類、奶制品和農(nóng)產(chǎn)品）必須埋在人工堆放的厚冰塊下面，才能運輸。在二十世紀(jì)初，一列裝滿加州哈密瓜準(zhǔn)備運往紐約市的列車，還需要配10500磅冰塊，然后一路上還要加好多次新鮮冰塊，每次大概7500磅。即便如此，到貨后，哈密瓜還是壞掉不少。事實上，促使瓊斯由此發(fā)明的契機是，他老板的一個高爾夫球友，損失了一整車的生雞肉。當(dāng)運輸卡車壞在半路，用來保鮮的冰塊全部融化掉之后，雞肉也付之東流。
二戰(zhàn)期間，國防部迅速使用瓊斯的柴油裝置——“Thermo King”，為部隊提供從血漿到冰鎮(zhèn)可樂等各種物品。在這之后的數(shù)年里，冷藏卡車迅速改變美國的飲食格局。國家分銷網(wǎng)絡(luò)取代區(qū)域分銷網(wǎng)絡(luò)。屠宰場和加工廠越造越大，選址越來越偏，肉類價格也相應(yīng)下降，成為日常必需食品。農(nóng)業(yè)則集中在某一作物種植效率最高的地區(qū)，于是如今美國有一半的水果和蔬菜產(chǎn)自加州。
事實上，如今在美國，餐桌上四分之三的食物都在經(jīng)過冷藏加工、包裝、運輸、存儲和銷售的。這就是為什么存儲在大型果汁庫的橙汁，全年喝起來都有股蘇打水的味道；為什么番茄的基因改良是為了最大化抗寒能力而不是改善風(fēng)味，以至于番茄吃起來都不像番茄。冷藏讓我們身強體壯；改變了我們腸道微生物的組成；重新定義我們的廚房、港口和城市；也重新配置了全球經(jīng)濟和政治。2012年，也就是在皇家學(xué)會表彰迪爾曼和他發(fā)明的發(fā)動機前六年，該學(xué)會的杰出成員表示，制冷是食品和飲料史上最重要的發(fā)明——比刀具、烤箱、犁，甚至幾千年來為我們帶來牲畜、水果和蔬菜的選擇性育種等等，都更重要。
但是，在冷鏈系統(tǒng)的不斷擴張，給全世界送來永久人工冬季的同時，它也給維持地球氣候系統(tǒng)的自然冰凍圈、冰川和冰山以及凍土層帶來嚴(yán)重破壞。制冷已經(jīng)占據(jù)人類用電量的六分之一。并且，隨著印度等國忙著打造自己的美式系統(tǒng)，未來制冷需求有增無減。據(jù)分析師預(yù)測，未來七年，全球制冷市場規(guī)模將翻兩番。
傳統(tǒng)制冷，意味著制冷越多，釋放的熱量也越多。而且，除了難以控制的電力消耗之外，制冷劑泄漏也是一個問題。這些化學(xué)物質(zhì)一旦釋放到空氣中，便會導(dǎo)致氣候變化。最新的家用冰箱每年損失的制冷劑不到1%，然而商用冰庫的制冷劑泄漏高達35%。不同的系統(tǒng)采用不同的制冷劑，有些制冷劑（如氨水）對氣候的影響可以忽略不計。但其他制冷劑，如氫氟碳化物，因其制暖效應(yīng)更甚于二氧化碳，而被視為“超級”溫室氣體。
雖然根據(jù)2016年簽署的全球協(xié)議，氫氟碳化物已經(jīng)逐步淘汰，但在發(fā)展中國家，他們的使用量仍在增長。因此，環(huán)保主義者保羅·霍肯（Paul Hawken）發(fā)起的一項旨在緩解氣候變化的項目“Project Drawdown”將制冷劑管理列為唯一最有效的全球變暖解決方案。
那如果我們什么都不做呢？如果什么都不做，那么突然之間，美國采暖、制冷與空調(diào)工程師學(xué)會（ASHRAR）的口號不再是一種承諾，更像是一種威脅：“用今天的舉動，改變明天的環(huán)境?！崩^續(xù)使用現(xiàn)有的技術(shù)為地球上的90億人口保存糧食，終將以最災(zāi)難性的方式兌現(xiàn)這一承諾。然而，自從81年前瓊斯為“Thermo King”申請專利以來，冷鏈領(lǐng)域鮮有顯著創(chuàng)新——直到彼得·迪爾曼的出現(xiàn)。
迪爾曼制冷機，未來新希望？
去年，有那么一陣子，液態(tài)空氣發(fā)動機似乎仍舊難逃厄運。雖然迪爾曼的裝置運行良好，但公司投資資金告罄，幾乎無法支付費用。等到12月初，公司已經(jīng)進入破產(chǎn)接管程序。幸運的是，公司沒有破產(chǎn)：今年1月份，丹佛的一位天使投資人托馬斯·凱勒（Thomas Keller）突然出現(xiàn)，為公司紓困。
凱勒說，公司的問題對技術(shù)創(chuàng)業(yè)公司來說，十分常見。“迪爾曼擁有太多機會——他們的技術(shù)可以用在很多方面——以至于公司朝著太多不同的方向前進，進而浪費資源，”凱勒說?，F(xiàn)在，他的方案是精簡。他打算把精力集中于完成下一代發(fā)動機。他說：“聯(lián)合利華的卡車興許今年就可以用上這臺發(fā)動機?！?/p>
但是，談到未來的挑戰(zhàn)，凱勒也吃不準(zhǔn)。公司一方面需要擴大制造業(yè)務(wù)，這本身已經(jīng)是一大困難。另一方面，公司還需要聘請銷售人員，成立維護團隊，并為零部件開發(fā)供應(yīng)鏈。要完成這些事情，公司要么獲得足夠巨額融資，以從零開始打造基礎(chǔ)設(shè)施，要么與競爭對手合作——比如，傳統(tǒng)的冷藏物流公司——以借助他們的現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)?！罢f實話，我們是有壓力的，”凱勒承認道。
目前就職于伯明翰大學(xué)的托比·彼得斯依然看好迪爾曼公司，相信公司可以渡過近期的財務(wù)障礙。但他也指出，即便全球所有的300萬輛冷藏運輸卡車都裝上迪爾曼的發(fā)動機，也不足以從制冷帶來的災(zāi)難性氣候影響中拯救世界。“在接下來的三十年里，即使我們可以每秒部署13到18臺制冷設(shè)備，我們?nèi)詿o法滿足所有人的制冷需求，”彼得斯說。此外，他又補充說：“我們也沒辦法綠色化那么多的用電量?！迸e個例子：在2017年和2018年，發(fā)展中國家新裝室內(nèi)空調(diào)設(shè)備的總能源需求超過了全球的太陽能發(fā)電總量。
好在，解決化石燃料冰箱問題的辦法并不局限于制造更好的冰箱。我們還有其他的方法可以保存食物，有些方法新穎，有些古老。在加州圣芭芭拉，一家名為Apeel的公司設(shè)計出一種高科技可食用涂料，可以減緩水果和蔬菜的新陳代謝，從而減緩它們的腐爛速度。這種可食用涂料由牛油果果核中提取的蠟質(zhì)物質(zhì)制成，可以像冰箱一樣延長食品的保質(zhì)期，同時保留更多的營養(yǎng)和風(fēng)味。巴氏殺菌牛奶也是美國浪費最多的食物之一。最近，在澳大利亞，工程師們最近提出一種新的方法，用來替代牛奶的巴氏殺菌處理方式。通過使用高壓處理（每平方英尺施加約75000磅的壓力，形象一點地說，就是在一角硬幣上堆六頭大象），他們可以讓牛奶的保鮮期延長三倍，同時保持原有風(fēng)味。荷蘭設(shè)計師弗洛里斯·施恩德比克（Floris Schoonderbeek），受到傳統(tǒng)根窖的啟發(fā)，最近設(shè)計了一臺“地冰箱”（Groundfridge），即可以埋在自家后院地底下的天然冷卻艙，容量是普通冰箱的20倍。在日本最北端的北海道，農(nóng)產(chǎn)品倉庫利用冬季的積雪來保持低溫。東京的廚師說，該地區(qū)產(chǎn)的大米、蘆筍和牛肉的味道，比用冰箱冷藏的那些，味道更鮮美。
所有這些解決方案都是對機械冷藏的改進，不僅體現(xiàn)在氣候影響方面，也體現(xiàn)在食物的品質(zhì)和安全性方面。然而，所有這些方法都不具備通用性。意思就是，可以在室溫下保持藍莓新鮮多汁一個月的涂層，無法用來保鮮牛奶；利用積雪冷藏肉制品的絕妙創(chuàng)意，在北海道可行，圣塔芭芭拉卻無法實現(xiàn)；城市居民也沒有后院可以埋下大型地冰箱。但是傳統(tǒng)的冷卻方法，幾乎不存在任何使用阻礙。但是這些替代方法，它們的可行性就得“看情況”了。
而這種“看情況”顯然不是我們想要的答案。相比那些只能應(yīng)用于局部或視情況而定的解決方案，一應(yīng)萬全的解決方案確實讓人感到寬心。從某種層面上來說，機械制冷之所以成為問題的唯一原因在于它是解決食物變質(zhì)的最佳答案。一旦我們擁有了機械制冷這個解決方案，一切問題都不成問題。這樣的支配趨勢——你也可以稱其為技術(shù)壁壘、確認偏誤或便利——是可以理解的，但也值得我們反抗一下。鑒于這種單一解決方案的思維會讓我們陷入困境，對于未來的解決方案，我們勢必應(yīng)當(dāng)避免重蹈覆轍。
除非彼得·迪爾曼可以制造一輛可以穿越時空的Nova汽車，此時此刻想要改變整個世界的制冷習(xí)慣可能為時已晚。但我們的藍莓、雞蛋、牛奶和蘿卜或許可以——至少從農(nóng)村到餐桌這段旅途中——不再依賴冰箱。與此同時，我們應(yīng)該努力確保，在全球尚未受冷鏈約束的地區(qū)，食品保存可以有更多的選擇方案。我們不能——也不應(yīng)該——完全摒棄傳統(tǒng)制冷，但傳統(tǒng)制冷也不會是我們用來阻止食品變質(zhì)的唯一武器。
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