取暖需求推动工业革命（图文）

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取暖需求推动技术变革：为何中国未能产生工业革命

维舟

2015-12-26 12:29 来自 私家历史

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由于近几十年来北方城镇普遍在冬季集中供暖，北方的冬天并不难捱，人们常常开玩笑说“如今南方人才抗冻”。邓云乡曾谈到，从小在北京习惯了冬天屋子里有煤火，第一次在苏州过冬时感到简直是冷得在天地间无处遁逃。当然，在缺乏取暖设施的地方，北方的冬天更难熬。那么，在没有现代取暖设备的时代，人们又是如何取暖的呢？

灶与炕：伟大的发明

无论东西方，人类最早的避寒方式都是穴居。《礼记·礼运》：“昔者先王未有宫室，冬则居营窟，夏则居橧巢。”钱穆认为这种穴居是在山地开凿洞穴，而非在平地，不过现在考古所见也能证明上古的穴居旧俗普遍存在地下室，这不仅能让人免于冻伤，还能在睡眠状态下获得安全。窑洞便是由这种居住形态发展而来。

依靠冷空气无法穿透的厚墙，穴居能有效阻挡寒冷。在严寒的东北地区，东汉时的挹娄人（满族的祖先）甚至挖出深达九层阶梯的地下室居住，并披兽皮、涂抹猪油来御寒（《后汉书》卷八五《东夷列传》）。其后裔靺鞨人也“凿穴以居，开口向上，以梯出入”（《隋书·靺鞨传》）。此类半穴居的房屋，直至民国时代上海的“滚地龙”窝棚，犹大抵如此。

随着经济条件的改善，人们逐渐建造更舒适的房屋。无论在穴居还是房屋居住形态中，火塘都是空间里的核心结点，英语中的“焦点”（focus）一词，便源于拉丁语的“炉台”（hearth）、“火塘”（fireplace），它在拉丁语中还包含“家”、“家庭”之意。“分灶而食”、“析爨”、“另起炉灶”在汉语里也一向是各立门户的意思。随着烧砖技术的发展，到汉朝时，原本的土灶（“灶”字从火从土）逐渐开始用砖砌，这极大地加强了灶膛的隔热性能，使热量能更集中于厨具上，不过烧灶时产生的巨大热量仍不免有浪费，人们因此会尽量设法利用这些余热。例如在崇明乡下，在两眼灶之间便还会砌筑两个汤罐，这样在煮饭烧菜的同时也烧热了水。所谓“一把火两头烧”，在煮饭烧水的同时又能除湿取暖，一举两得。

现有一种看法认为，早在三千年之前，中国已出现了利用灶产生的余热来取暖的技术，这或许如此，但毫无疑问，砖灶的出现更大大推动了取暖技术的发展，因为从灶引出的暖气必须通过密封的烟道才能取暖，而没有砖砌，夯土是做不成的。

土灶

火炕无疑是一项伟大的发明，它通过简单的技术改进，大大便利了人们在寒冷地带的生活。关于它的发明权一直有争议，有人认为它是隋唐时期东北的高句丽人发明的，依据是两唐书的高丽传。韩国也持有这一观点，认为其祖先在7世纪便已发明了地暖，近年并拟将暖炕申请为世界文化遗产。此种暖炕朝鲜语作온돌（on-tol，“温突”），可译为“地热”、“地炕”，但与中国的不同，韩国的火炕是地炕，加热整个室内地面，而中国北方的火炕则是半炕，这种差别应是唐宋之后中国人逐渐适应高脚家具的结果。

按赵荣光在《中国古代庶民饮食生活》中的观点，中国在唐宋之后，“三眼灶型渐少，双眼灶也以南方为多，北方则多是一眼灶。这是因为北方冬季要取暖，而炕就是卧式烟道，它留住大量的热并缓慢地散发在屋内，因而烟突一般是高高地垒在房外，灶台不再置双眼以加长烟道。”不论如何，这种技术在北方地区逐渐传播开来，到辽金之际，马扩于1120年出使金廷时，就看见阿骨打的房屋里有炕，“金主聚诸将共食，则于炕上用矮台子或木盘相接”（《茅斋自叙》）；《大金国志》则记：“其殿宇绕壁尽置火炕，平居无事则锁之，或时开钥，则与臣下杂坐于炕。”《三朝北盟会编》卷六〇：女真人“环屋为土炕，炽火其下，而饮食起居其上，谓之炕，以取其暖”。从这些记载的口吻来看，当时的中原人对这些土炕仍是颇感新奇的。

火炕的普及，与女真人可能颇有关系，他们占领华北之后，将此风俗传播开来。《元代社会生活史》认为，“火炕的使用，自辽金以来已经在北方地区普及，北方城市住房中有火炕，在元人眼里已不是稀奇之事。”明人张自烈《正字通》释“炕”：“北地暖床曰炕。”值得注意的是：炕在北方的普及很可能是12世纪后全国气候急剧变冷的结果之一，而它作为一种平民化的技术，又能很好地适应中国人的定居生活。

尽管如此，在近代采暖技术出现之前，东北的严寒冬天对普通人来说仍然很不好受。日本人小林爱雄1908年到访沈阳发现，虽然有些人家里有火炕，“在炕下烧火保温，但在穷人家里，可以说室内和户外没有任何区别”（《中国印象记》）。民国时期在东北的台湾人回忆，当时每天“早上起来第一件事就是去挖煤、烧煤，不然家里会冷得受不了”，人们极为依赖取暖，以至于“满洲个人所得的三分之一以上，都是冬天的取暖费，家家户户要烧土炭，让房子温暖”（《日治时期在“满洲”的台湾人》）。东北三省林木茂密、矿产丰富、田野肥沃，但在近代之前一直很少有内地移民前往，除了政治障碍之外，很重要的原因之一便是这一层气候屏障。对穷人来说，“冻死”是实实在在的威胁。

火炕

采暖社会学

在未能获得保障的社会条件下，取暖是一项特权。一如“朱门酒肉臭，路有冻死骨”、“饥寒交迫”、“冻馁之忧”这样的诗文中所透露出的，对社会的下层阶级来说，冬日里不能获得温暖正是他们所处境况最生动的写照。所谓“温饱问题”，“温”尚在“饱”之前。

秦代贵族及皇宫内更已出现壁炉（依靠烧炭）和火墙（筒瓦相扣成管道，与灶相连），按说已具备了火炕和暖气的雏形，但那是社会上层才能享用的。明清皇宫亦特意砌筑空心的夹墙（俗称“火墙”），墙下挖火道，在炭口点火后，热气便可在夹墙内流动而提升屋里的温度。据传汉武帝时还设立有温室殿，供皇帝冬日居住，自汉至唐的历朝基本上都设有温室殿。宫内还常设有熏笼，自东汉起已有相关记载，往往制作精美。豪门到冬日甚至还有以人排列来挡寒的“肉屏风”。明末宫中每年用薪柴1300万公斤，木炭600万公斤，按3斤柴烧成1斤炭计，则共须薪柴3100万公斤；当时宫中约有宫人9000多人，折合年人均消耗5立方，是普通人家的五倍。即使在今天，能源消耗仍能反映出一个国家的贫富，以及社会中的阶级不对等：1970年，美国平均每户居民耗用相当于12吨煤的能量，而在印度，人均耗能仅仅相当于1/5吨煤。

那贫民的生活又是如何呢？1816-1817年间，英国阿美士德使团访华，在抵达北京近郊通州的蔡村时，他们被一群极为贫穷的村民围住，随行的医官Clarke Abel记载：“他们住所的糟糕程度，超出了在英国可以想见的任何一种可能。房子用泥土搭盖，隔成没有任何家具的几间屋子，墙壁上几处漏洞透着风，使它们看上去更像是野兽栖身的洞穴而不是人的住所。土房的这种状况，加上衣服缺乏，在夏天可能还不大会使人遭罪，可是中国这一地区的冬季既漫长又寒冷，居民们没有好的御寒条件，肯定要遭受极大的痛苦。”

对居住在寒冷地带的穷人们来说，必须极其谨慎地使用手头仅有的那一点燃料，杨懋春在写到民国时期青岛近郊的一个村庄时特意指出：“绿肥很少看到，部分原因是缺乏无机燃料。用作燃料的不是煤和汽油，而是树枝和树叶、麦子和其他作物的秸秆。虽然该地区几乎群山环抱，但木材仍然很珍贵，不能当柴烧掉。任何不派其他用场的植物都被小心地收集、保存起来，塞进厨房的灶头里。”（《一个中国村庄：山东台头》）穷人们多会尽可能地使用那些不需要花钱买的、可循环的有机燃料，按《明代社会生活史》所言，“大体说来，明代炊爨所用柴薪，吴人烧草、禾秆，淮人烧荻芦，北方人烧煤与牛马粪。”

在北方严寒而草木稀少的地带，最环保的燃料则是牛马粪。早在秦汉时人们可能已偶尔用牛粪作为燃料，到魏晋南北朝时期，华北战乱之后野生林木不足供应，也采用牛粪作为燃料，如《齐民要术》卷八《作酱等法》第七十说：“取干牛屎，圆累，令中央空，燃之不烟，势类好炭。若能多收，常用作食，既无灰尘，又不失火，胜于草远矣。”近代华北居民仍多如此，竹添进一郎1876年到中国，发现在直隶“东北州县，概乏薪炭，掘草根以给爨炊，或拾马矢，曝干代炭以御冬。因思余客冬过山东，每寝炕上，臭秽冲鼻。问之，曰爇马矢取暖也”。冈千仞1884年在天津也听说，承德一带“野皆青草，不见一树木。至冬，燎马粪取暖”。在西北地区也一样，此类记载不胜枚举。

并不只有中国人才这样，根据A. Roger Ekirch的《黑夜史》（At Day’s Close, 2005），在工业化之前的英国，“生活在社会最下层的百姓，只能用牛粪和马粪来代替其他必须花钱才能得到的燃料。每当到了温度急剧下降、泥煤供应不足的冬季，牛马粪的需求就会增加。”

贫寒阶层的人们很难专门花钱去购买燃料，所以除非取暖的薪柴唾手可得，不然他们只能挨冻。在1789年大革命之前的法国巴黎，每到冬日，巴黎的富人都会在自家宅门外生一堆火，供穷人们每晚6点到凌晨1点之间烤火，算是一种特殊的社会救济方式。穷人要得到温饱，向来不易。

燃料：薪炭与煤

壁炉、火墙、烧炭、火炕等取暖方式，都离不开使用燃料来生火。在化石燃料占优势之前，森林是人们最重要的经济资源之一，在冬季尤其可以提供不可或缺的薪柴。仅薪柴一项，历史上便毁灭了无数森林。据赵冈《中国历史上生态环境之变迁》研究，唐代长安年人均耗薪柴550公斤，相当于每天1.5公斤，如按1立方木材为0.6吨计，大致年人均消耗1立方薪柴。1982年全国林业统计，每亩森林的林木蓄积量为4.7立方米，赵冈由此推算，到晚清时期，按1848年4.27亿人计算，仅薪柴一项每年就要毁林9090万亩。年消耗4.27亿立方米这一数字是惊人的，现在全国森林年均采伐量也仅有3.34亿立方米。

在植被脆弱的地带，这样的冬季取暖造成的环境破坏，后果更为严重。历代所吟咏在今内蒙东部一带曾有八百里“平地松林”，但在辽金以降，后人采伐无度，千斧百车，而主要用途之一就是冬季烧松柴取暖；元代在附近建上都城，城内居民便多烧松柴，采薪人争相进入此“阴阴松林八百里”，取柴入城货卖，以至于到明清之际这里已严重荒漠化。以新疆的绿洲为例，历史上当地居民惯于“就近樵采绿洲植被，冬季取暖御寒”，结果破坏了自身的生存环境。据国民政府农林部1948年调查，和阗地区墨玉、洛浦、于阗、策勒四县户均年用薪柴9107-18000斤不等，如按四县年人均消耗3000斤。

按上述计算，唐代年人均消耗0.6吨薪柴，民国时南疆绿洲年人均消耗薪柴则多达1.5吨，但如与法国相比，这一数字又不算高。18世纪的旧制度时期，法国巴黎每年仅取暖用柴，每年就要消耗200万吨之巨，而1789年巴黎人口仅58万，相当于人均3吨多；1840年，法国消费量约为1000万吨，其中一半是薪柴，另一半是木炭（建筑用木材不算在内）。1942年，战争中的法国被迫恢复用木柴取暖，当年消耗约1800吨木柴，其中一半是薪柴。

随着薪柴资源的枯竭，都市地区的人口又大量集中，每到冬季便需要从更远处获得更大量的燃料供应。唐代诗人白居易的名作《卖炭翁》，第一句便是“卖炭翁，伐薪烧炭南山中”，可见中唐时期人们已深入到长安郊外的终南山来获取冬季的薪炭，而近郊的林木已不敷供应。日本僧人圆仁在《入唐求法巡礼行记》卷三中说，自太原“出城西门，向西行三四里，到石山，名为晋山，遍地有石炭，近远诸州人尽来取烧，修理饭食，极有火势”。王利华由此总结，在中古华北，“随着林木的逐渐减少，人们乃不得不多烧细柴少烧炭乃至焚草而爨，有条件的地方和人们则逐渐改用煤为燃料”并寻求其它替代燃料，与此同时则被迫“逐渐改变旧的烹饪习惯，发明了可以节省薪柴的油煎快炒法”（见《中古华北饮食文化的变迁》）。

卖炭翁

到明代，地处华北平原的北京已相当匮乏木材，皇家采办高级木材或大木料都要到偏远地带，采伐、运输极为艰难。仅仅是明代烧砖砌筑长城和州县城，可能就耗费了巨量的薪柴——美国史学家石彬伦估计每烧制、铺装一块砖，士兵们需要烧掉7.5公斤木柴，而他们冬季守卫在边关，也必定需要大量的木柴烤火、做饭。木材匮乏的必然逻辑，便是木材价格大涨。1876-1878年间游历华北的曾根俊虎曾记载：由于天津“木材极少，价格昂贵，多从南方运来。至于柴薪、煤炭等价格，高于本邦数倍”。布罗代尔曾总结：“烧柴搬运困难，确实应该就近取得。如果距离超过三十公里，运输简直劳民伤财，除非能利用河道或海洋自动完成。”

但燃料是人们的基本生活所必需，这就迫使人们去寻求更廉价、单位燃烧值更高的燃料：煤炭。煤炭中国早在春秋战国时已发现，但到北宋才使用得越来越普遍。因为其首都开封地处平原，人口过百万，附近早已严重缺乏薪柴，史载每年要从邻近地区运输1713万斤薪柴及100万斤以上的木炭（《宋史》卷一七五食货上三）。可以料想到，当时开封的木材、薪柴的价格必定大涨。北宋不得不开采煤炭，且广泛运用于烧饭、取暖、冶铁铸铁之中。南宋庄季裕《鸡肋编》说：“昔汴都数百万家，尽仰石炭，无一家燃薪者。”按赵翼《檐曝杂记》卷六的说法，北京自辽金以来所以能成为重要都会的原因之一，就在于西山的煤炭。

随着煤炭的普遍使用，一个随之而来的问题也越来越突出：即它虽然供热、供暖，但也产生了严重的空气污染。庄季裕《鸡肋编》已提到延州城（延安）“沙堆套里三条路，石炭烟中两座城”，可想当时延安城里居民因大量使用煤炭炊煮取暖，已产生大量粉尘颗粒。元明清北京均用煤，明中叶有100多座民窑，全部供应京师，煤炭日渐取代薪柴成为主要燃料，以至于在晚明时造成北京严重的空气污染。晚明医家张介宾曾说：“天下用煤之处颇多，惟京师的煤气性最烈，常熏人至死，年年皆有此事。”这与后来英国伦敦因使用大量煤炭而成为“雾都”如出一辙。Tony Judt回忆，即使在1950年代的伦敦，“首都上空的空气很像北京天气不好的时候：大家都烧煤——因为它便宜、量多且国内自产。尘雾常年是大害：我记得自己曾将头探出车窗外，在黄雾的笼罩下帮助父亲监视车与路肩之间的距离——眼睛最多只能看到一臂开外的事物，空气闻起来也很糟糕。然而，大家‘都挺过来了’”。

在欧洲，英国正是因为木材的穷竭，才被迫率先采用焦炭炼铁，并使用煤炭资源来为伦敦供暖，有些学者甚至认为木材的全国性短缺促使英国比其他国家提早了50-100年爆发工业革命。随着人口的增长，伦敦对薪柴的消耗量大增，而木材需要从遥远的产地辗转运抵伦敦这个大都市，昂贵的运输成本引发伦敦市场的木材售价在1560-1660年间上涨了10倍。相比起来，煤炭是一种能够以相对稳定的成本进行批量化采掘的新能源。当木材的价格上涨超过煤炭的价格时，人们就有足够的动力去寻求新能源，这一幕在历史上反复出现。正如经济学家杰弗里·萨克斯所言，“第一次工业革命的实质不是发现煤炭，而是发现了如何使用煤炭。甚至可以更为一般性地说，其实质是发现了如何使用一种新能源。”

“雾都”伦敦

如果说是取暖的需求推动了工业革命的爆发，这并不算夸大。到1700年，英国人从煤炭中获得的热量已大大超过木材。在18世纪，英国人生活中所需的热能绝大部分都转变为依靠煤炭获得，从而变成第一个实现现代化结构的地区，即全世界最典型的以煤炭作为主要燃料的地区。现代早期（1500-1750）出现一系列新发明和新工艺，包括蒸汽机、水力织布机、珍妮纺织机、焦炭冶铁技术，它们都耗煤巨大但对人力消耗很少，刚好适合英国社会，第一次工业革命由此爆发。

实际上，中国是世界上第一个用煤炭来取代木材的文明，布罗代尔认为，中国原本已学会炼制焦炭，“当时强盛的中国本来具有打开工业革命大门的条件，而它偏偏没有这样做！它把这个特权让给了18世纪末年的英国。”的确，中国的燃料枯竭虽然促使中国转向煤炭使用，在宋明时期甚至达到相当的规模，但这并未导致推动并爆发工业革命，为什么？

可以说，英国是个相当幸运的国度：如果说取暖的巨大需求会推动人们去追寻廉价的新能源，那么首先得存在这样一个需求。中东地区虽然石油蕴藏量巨大，但近代之前并未利用，而且当地林业资源匮乏、煤炭储量也不大，而且相对温暖；至于南亚和东南亚，既很少需要取暖，煤炭资源又少，而林木资源倒是很丰富。一些经济史学家认为，这很可能只是因为英国人的运气更好：英国有一个与其它国家相比巨大到不成比例的首都需要大量、集中地供应廉价燃料；英格兰的森林资源较早消耗完，国土又不大；英格兰的煤炭资源不仅分布广泛，而且易于开采；最后，它还可以通过水路降低运输成本，因为其煤炭基地多靠近海边。相比起来，中国的煤炭产地远离海路，要运送到都市区的运费高昂。

另一部分原因或许在于：中国太大了，总能设法找到木材，而它的城市化程度也不够集中。此外，中国社会存在强大的阻力。东北抚顺的煤矿自辽金时代就已有人开采作为燃料，但到明清两代，却因地处边塞、有碍风水之说而遭封禁。

取暖方式的革命

中国自宋元以来的取暖需求之所以未能推动技术革命，更重要的原因或许是哲学层面的：中国人更多地倾向于适应环境，而不是去积极地改造环境；这种生活方式更强调与天地保持一致性的“天人合一”，倾向于维持而非变革。

人们通常有两种应对寒冷的办法：一种是用墙壁、毛皮、棉衣等阻隔冷空气，第二种则是接触热源，例如烤火。这方面中西方并无大差别，但在内在取向上，东方在取暖时更注重节能，即“以暖和人体而不是室内空气为基本原则”。无论是熏笼、手炉、汤婆子，毛皮、还是宋代以后逐渐普及的棉衣、棉被，以及冬季孵太阳，东亚地区人们习惯的是人体“保暖”，而很少会去试图加热整个室内空气那种“采暖”。

除了节能之外，这可能也与各自的房屋形态有关。有一种看法认为，“在西方是人类从洞穴到采暖方式相同的石头住房发展起来的，而在东方则是人类从草房到采暖方式不同的木头建筑发展起来的”（S.A.M. Adshead《世界历史中的中国》）；相对而言，东亚人更强调充分利用极小的、剩余的热能来获得有效取暖。1811年冬到访西藏的的英国人托马斯·曼宁说：“在英格兰，难以想像在严寒的冬日里没有火是什么一种情景，根本不可能舒服，但在实际上这是相当可行的：即只需从头到脚穿上暖和的衣服，因为在寒冷的冬天舒服地睡在床上，感觉是非常舒服的。汉人或藏人在冬天所穿的衣服可看做是一个移动的床。”

因此，在取暖上，东亚文明更注重适应环境，并更节俭地利用余热（如炕就是利用烧灶时产生的热气）；严格来说，并没有区分煮饭用的燃料与供热的燃料，而是一举两得，只有富人才特意烧制木炭等供暖。与此同时，由于取暖并未形成产业化的技术，也就很少人专门去改进它。1908年年底在东北的日本人小林爱雄记载，沈阳的房屋“门口放着暖炉，让我误以为屋内会很暖和，但柴火炉发出的热量全部从纸窗和推门中跑掉了。屋内还算好，如果到了走廊上，就感觉和户外一样寒冷，因为这里没有中国式的门，和外面只隔着一层纸”（《中国印象记》）。也就是说，房屋里的热量流失很严重，因为门、窗、墙等都不隔热。

此外，东亚这种以木结构为主的房屋，存在着重大的火灾隐患，因此务必谨慎小心。贵州黎平地扪侗寨有个老人在冬季不慎被子掉入取暖的火盆，导致鼓楼和60户人家被烧毁，老人自己也葬身火海，其幸存的家人因此受到全寨的严惩：老人的儿子必须到寨子对岸三里外居住，三四年内不得回寨，此外花1万元举办祭祀土地神的仪式，并请全寨人吃饭。在这种情况下，传统的中国家庭室内不会像欧洲那样设置壁炉，因为那不但费钱，还容易引发火灾。

当然，欧洲的房屋也怕火灾。1666年伦敦的大火灾，起因只是一位面包师忘了关炉子，当时正值干燥的夏季，在强劲的东风助推下延烧了整整五天，使城市的五分之四化为废墟。灾后伦敦新建的房屋放弃了木结构而使用砖块。但整体上，欧洲的房屋中常有大壁炉，中世纪佛罗伦萨已很常见，更早则使用装满热木炭的陶罐。直至20世纪初，俄国城市中都没有暖气片，依靠大砖炉来取暖，过冬需要储备大量柴火。

壁炉

12世纪之后，全球气候变冷，这在中国促使了火炕在北方的普及，而在欧洲则催生了一系列在建筑领域的技术变革，例如鹅卵石的使用、在墙壁上抹灰泥以便更好地隔热，以及矿物燃料的使用等，最重要的是烟囱的发展。随着技术进步和燃料价格的升高，西欧开始发展出更好的技术。近代早期的英国极少有房屋安装双层玻璃，也缺乏中央供热系统；在1870年发明夹墙之前，房屋的热能损耗很大。逐渐地，人们也注意到燃煤效率不高，19世纪时一位德国化学家把英国壁炉贬称为烟囱输热系统。

有人估计，1700年仅住宅供热用煤这一项就消耗了英国全部煤炭净产量的一半以上，但这并非“只不过换一种燃料放在火堆上燃烧而已”，而涉及到相当复杂的改变房屋设计结构的问题。英国在1538年后，市场上爆发出对煤炭的旺盛需求，而此时生产的大部分煤炭都用来给房屋供热，这是因为适合于在室内燃煤的新式结构的房屋已于1538年前后登场。1960年代的英国也一样：由于石油天然气迅速成为大众普遍使用的燃料，以至于为硬质燃料设计的中央供热炉根本无人问津。英国此前钢铁等工业所使用的机械都是按照烧煤的方式设计的，因而整体的经济、技术乃至社会都呈现出一种以煤炭为中心的“技术锁定”（technological lock-in）。

这也就是说，技术变革往往并不只是一个技术的问题，它本身推动着整个社会结构要跟着发生变化。这可能也是这段历史给我们的重要教训：中国曾是世界上最早用煤炭取代木材作为燃料的文明，但却错失了变革的机会；而当下，当煤炭、石油等化石能源出现弊端或价格高企时，我们能抓住这次机会，转向太阳能等新能源吗？