我们的#发明365 #已经经历了两个月时间进入三月份了。三月份是我过去最喜欢的月份之一，因为显得非常有生机。在南方的时候，就会想到“春江水暖鸭先知”这句诗，而在北方，则能体会“吹面不寒杨柳风”，因此我们三月份从风和水说起。

在我们宣传环保的今天，自然总是谈到用风能或者水能这样可再生的能源取代化石燃料，不过在人类的文明史上，风和水作为动力的来源，却远远早于化石燃料。人类最早记载使用风能驱动大风车做事情是在公元前两世纪的中国，当时中国人用风车驱动上水的装置汲水。与此同时，波斯人开始用风车制造磨坊，这是后来欧洲磨坊的原型。不过波斯人发明和今天欧洲磨坊想像的大风车是在7世纪左右，其最重要的特征是有一套机械装置可以将垂直方向的圆周运动专为水平方向的运动，并且带动非常沉重的磨石。

欧洲最早的风力磨坊出现在12世纪的英国和法国。十字军东征从中东地区带回了制造大风车磨坊的技术，尤其是按照波斯人的方法制作大风车使用的部件以及再进一步装配成大风车的技术。在此之后，欧洲人发扬了他们对一个产品不断改进的精神，将风车做得越来越好，而亚洲的风车却没有普及。欧洲人对这种风车最大的贡献在于发明了自动转向的装置，这样风车可以根据风向自动地面向风力最强的方向。由于风在很多地方都有，因此这种风车在欧洲以及后来的北美迅速普及。到了工业革命后，虽然蒸汽机的出现为工业化找到了更方便的动力来源，但是风车在欧洲农村依然被广泛使用。2013年，我在爱沙尼亚乡村看到了一处几十年前修建的风车，其建筑大约有三层楼那么高，风车的叶片长大于有7-8米，今天依然可以使用。当时在西北欧的农村，这样的风车到处可见，一个村庄里会建起一个这样的风车，农民们把要磨的粮食从风车的顶部倒进去，在风车的底部得到磨好的粮食。

图3.1.1 爱沙尼亚农村的风车

蒸汽机以及后来的内燃机出现之后，风车的重要性逐渐下降。但是到了20世纪后期，风车的被用于了风能发电，其重要性又开始上升了。很多过去的技术，比如自动转向，都被应用到发电的风车中。历史，常常就是这样螺旋式上升的。今天，使用风车最广泛的可能是德国了，如果坐飞机飞越德国大地，就会看到农田里密密麻麻地布满了风车。今天可再生能源提供了德国15%左右的能源，到2020年估计能占到20%。而风能是其中最主要的（出于对生态环境的考虑，德国很少修建大坝，作为高纬度地区，它的太阳能资源有限，虽然它也装了很多光伏太阳能板，但是德国的风能资源却相对比较丰富）。

图 3.1.2 风车是欧洲旧时的标志，古城托雷多，当年唐吉珂德大战风车的地方，今天依然保持着中世纪的风貌。

图3.1.3 丹麦哥本哈根海港外的“现代风车”

虽然中国的风力发电机并不是到处可见，但是中国却是制造风力发电设备最大的国家之一。中国的金风公司是世界第二大风电设备制造商，它的风车出口到世界各地，它最重要的发明是低转速发电技术，这在世界上是领先的。在金风之前，风力发电都需要把风车大扭矩低转速的运动通过一大堆齿轮组变成高转速（小扭矩）的运动，才能发电，这样发电机机械部分就很复杂，而且转换效率低。金风公司解决了低转速发电的问题，也算是对人类文明的一大贡献。不过知道它的人可能并不多，远不如今天吹起来的还在不断烧钱的互联网公司和O2O公司，这又让人多少有点感慨。