第十章 第二件最偉大的事

「兄弟姊妹們，」男子說。「我要告訴各位，這世上最偉大的事就是心中有上帝的愛，而第二件最偉大的事，就是家裡有了電。」

時間在一九四○年代初。說話的人是農人，地點在田納西鄉間一所教堂。自他的農場不久前有了電，他會不時坐在小丘上，望著從他的家、穀倉與燻製室透出的燈光入神。 [1]

這是四十年代的諸多小插曲之一。當時電氣網路正從城市擴充套件到美國偏鄉，以一種今人難以想像的突然與奧妙改變人們的生活。千百年來，我們的生活水準歷經多次革命，但像電這樣突然來到、這樣受歡迎的革命並不多見。

想了解電氣革命帶來的衝擊，不妨想一想鐵塊──不是我們在上一章談到的那種鐵塊，而是你用來燙衣服的熨斗。

今天，沒有人會把熨斗看得多重要，它的地位就連爐灶或吸塵器這類簡單家電都比不上，但過去並不是這樣的。燙衣服曾經是非常、非常不一樣，非常、非常艱鉅的苦勞。套用德州一位家庭主婦的話：在有了電以前，「燙衣服最可怕了。沒有比燙衣服更辛苦的家事了。」 [2]

附帶一提，這些家庭主婦可都是吃苦耐勞的非等閒之輩，「辛苦」的定義幾乎肯定與我們想像的大不相同。她們會用苛性皂在搓衣板上搓洗衣物，一連工作幾小時，搓到皮膚起泡；她們一年要走幾百哩路，從水井挑水走到農舍──正因為這樣，在電氣時代來到以前的美國偏鄉，大多數婦女到了中年就明顯駝背。根據一八八六年的一項統計，北卡羅萊納州典型的家庭主婦每年累計得挑三十六噸的水，走一百四十八哩路，而且這還不算她必須將柴火添進爐灶的家務。就算是煮開水都得大費周章；燙衣服就更可怕了。 [3]

今天的熨斗大多是塑膠製品，帶一個稍重的鋼製或鋁製底座，電氣時代到來前的熨斗都是沉重、結實的鐵塊。如果你在幾年前玩「大富翁」這種棋盤遊戲，當時還沒有用一隻貓取代熨斗，就會知道這種鐵熨斗長什麼樣子。不過大富翁遊戲用的熨斗只是一個棋子，真正手握這種「傷心熨斗」（sad irons，sad〔傷心〕這個字引自古英文，即 solid，結實之意）的感覺可完全不是那麼回事。這種鐵熨斗奇重無比──約為現代熨斗的三倍──這樣才能維持熱度。而且就算如此，你還得不斷拿著它穿梭爐灶間加熱──燙一件襯衫得加熱兩次。你得在每次加熱時翻動爐火，加熱完再刮掉加熱面上頭的爐灶灰燼。在那個時代，農村婦女的手由於不斷接觸「傷心熨斗」，幾乎都是傷痕累累，無一倖免。

當電來到這些村野偏鄉時，大多數家庭購買的第一件用品就是電熨斗。這一切早已是為人遺忘的陳年往事。史學家在論及電氣時代到來時，一般談到的都是顯而易見的表象──明亮的電燈泡取代了昏暗的煤油燈；電動幫浦問世，不必再挑著井水，一路蹣跚走回家。但電之所以能成為繼上帝垂愛之後的第二件大事，是因為它迅速改善了人生從大到小、幾乎每一方方面面。而發電、將電送入住家，促成這場電氣革命的原料就是銅。

這本書討論的六種原料都是現代生活必不可缺的，但銅還有一項誘人之處：這種閃閃發光的金屬，既是我們古歷史的象徵，又是我們未來前景之鑰。善變的礦業億萬富豪羅伯．弗裡德蘭（Robert Friedland）曾說，「基於世界生態與環境問題，每一個解決辦法都將你引向銅。」美國投資銀行高盛（Goldman Sachs）在二○二一年的一篇報告中說「銅是新的石油」；近年來，其他一些比較鮮為人知的金屬──從鈷與鎳等電池材料，到釹等稀土金屬──愈來愈獲重視，但沒有其他任何材料能與銅絕對的基本重要性相提並論。很少有像銅這樣兼具多種功能的材料：它的原子結構能導熱與導電；它的自然延展性使之能軋製、拉伸和扭成線而不斷裂；還有它的強度、抗腐蝕，與適合迴圈再利用。 [4]

銅是支援撐現代世界的偉大隱形框架。沒有銅，我們真的將生活在黑暗中。如果說鋼是這個世界的骨架，混凝土是血肉，那麼銅就是文明的神經系統，是我們不會見到、但少了它就不能運作的電路與電纜。銅的故事不僅涉及我們生活水準的大轉型而已，還有其他故事：人類如何願意不避艱險，進入極深處尋找、開採這種金屬。就若干意義而言，已經隨我們一起，從混凝土大舉應用，到將巖漿冶煉成鋼，走完幾段原料世界之旅的你，應該對這個故事不再陌生。銅的故事與規模和決心有關。但由於平常不會見到為我們帶來電力的銅，我們一般也不會花時間思考銅的真正來歷。銅比玻璃更隱匿，又不像石油那樣搶眼，然而它是一種神奇、獨特的金屬。

想體驗銅的神奇，不妨將一個重磅的強力磁鐵丟到一塊純銅板上──或者，比較簡單的做法是，可以到線上看相關影片。磁鐵丟出後，接下來的一幕非常神奇：磁鐵像任何金屬物件一樣墜落，但就在撞上銅板前，它會懸在半空，稍停片刻，然後緩緩轉圈，最後輕輕落在銅板上。看著這幕奇景有些像是看著伊隆．馬斯克（Elon Musk）的一枚火箭在回程著陸時點燃推進器一樣──讓人覺得物理定律似乎反轉了。不過，造成這幕奇景的源頭，遠比火箭推進器燃料更加精采得多：這是因為磁鐵接近時，引發看不見的電磁力，造成銅板內的電子一陣騷動。的確，當你將磁鐵靠向一塊銅的時候，你在引發電流，在製造現代最重要的一種力。 [5]

從你的手機發出的叮聲，到冷氣機的低鳴──我們對所謂活動、所謂「能」的諸多定義，都來自這種磁鐵與金屬間的相互作用。從銅開始的電流，傳輸過銅（無一例外，都透過無數變壓器的銅芯與鐵芯）到與它連線的裝置。不過，由於這些金屬大多包覆線上路護套或藏在不見天日的基礎設施中，我們很容易忘了對它的依賴。電氣系統中的發電機與變壓器──大多用鋼與銅製作──應該是人類史上最重要、最了不起的發明，但我們在歌頌電腦或噴射引擎之餘，卻總是忽略了它們。原料世界就是這樣。但隨著我們逐漸用電力取代化石燃料加熱與推進系統，在今後幾年，對銅的依賴只會加劇。儘管如此，在討論這最新一波能源轉型之前，值得先花點時間思考一下現代史上第二偉大的能源轉型。

電氣時代降臨田納西的農村、美國中西部的教室，自然還有倫敦與中東的住宅，這徹底改變了世界。當我們不必擦火柴，只需扳一個開關就能帶來亮光，一切都變得不同了。就現代標準來說，電氣時代來臨以前的住家異常陰暗：就算最高階的點燈用鯨魚油或煤油，亮度也只及一百瓦燭光燈泡亮度的十五分之一。除了氣味不佳而且危險以外，電氣時代來臨前的照明也非常昂貴。經濟學家威廉．諾德豪斯（William Nordhaus）曾經估計，十九世紀的工人如果想擁有足夠的蠟燭，每晚享用一個一百瓦燭光燈泡發出的光，得工作將近一千小時，才能存足買這些蠟燭的錢。現代工人只需工作約十分鐘就可以了。 [6]

更明亮的住宅意味更乾淨的住宅。更明亮的學校意味更聰明的學校，因為學生讀書與學習都更方便。更明亮的街道更安全，更明亮的工作場所讓工作時間得以延長。就像眼鏡玻璃鏡片讓許多年長者額外多了幾年工作壽命一樣，電燈泡的問世也為人們拉長了寶貴的工時──特別是在高緯度地區。但光只是個開端，因為隨著電燈於二十世紀最初幾十年間逐漸普及，電也成為主宰一切的動能。

電動馬達為製造業者帶來的生產力大躍進，是現代世界最為人小覷的一項經濟成就──而這又是因為這個進步出現在大多數人的視線之外。笨重、效率不佳的蒸氣引擎從工廠消失，電動馬達開始進駐，單是這點就讓美國製造業產能在一九三○年翻了一倍，到一九六○年再翻一倍。事實上，不單製造業，各行各業都因電動馬達的問世而現代化：電動馬達能幫礦廠碾碎岩石，能帶動有軌電車與火車，能啟動升降梯，促成摩天樓時代，能在建築物內部提供空調，使大片原本無法居住的地區適合人居。就連一些似乎不很起眼的突破，意義都比乍看之下大得多：以手持電動工具（使用銅製馬達與電路）為例，對建築世界帶來的革命性影響就幾乎不下於預拌混凝土。

如果這些描述仍然讓你覺得太遙遠、太抽象，看不出電的力量，不妨試試這招：拿一片吐司麵包塞進你的烤麵包機。等它跳起來，為它塗上奶油，再上網搜尋德國奧林匹克腳踏車名將羅伯．福斯特曼（Robert Förstemann）的影片。羅伯用一部室內腳踏車發電，烤一片吐司。只見他拚盡全力踩了約六十秒，接著力竭而止。那片吐司只烤了半熟。 [7]

電的重要性幾乎大到無法想像，它不僅威力驚人，仔細想來還非常珍貴。但沒有銅，我們既不能製作、也不能傳送這種必不可缺的重要動力。事實上，直到今天，我們採用的發電方式與麥克．法拉第在一八三一年採用的方式並無不同：用一塊磁鐵繞著銅轉動，或用銅繞著磁鐵轉，將動能轉換成電。

今天，連線到銅線圈的渦輪機比過去更強大、有效率，遠非法拉第當年所能想像。它們使用燃煤或鈾產生的蒸汽、或燃燒氣體（或風力發電機的玻璃纖維扇葉）來轉動，磁鐵通常也是銅製的電磁鐵，但原理相同，核心金屬也相同。

以正在英國蘇莫塞（Somerset）興建、與通用電氣（General Electric）的阿拉貝爾（Arabelle）蒸氣渦輪機──全世界最強渦輪機──連線的欣克利角Ｃ核電站（Hinkley Point C）為例，將這類高科技核能電廠的功率島（power island）拆開，你會發現一部用一圈圈銅線製成核心的發電機。這些繞線，或稱線圈（windings）負責一件關鍵性工作：將每分鐘旋轉一千五百次、高速輪轉的動能轉換成電流，送進你我的住家。這些纏在一起的銅圈網路提供了全球的主要發電，是現代生活的動力來源。無論哪一處傳統發電站、風力渦輪機、地熱廠或水力發電站，銅都是關鍵。 [8]

太陽能板雖說不用銅圈纏繞磁鐵的方式發電，但這種主流發電形式的內部仍得使用大量的銅。簡言之，只要它出現一股電流，這股電流所以能存在，最主要的原因就是銅。你在家裡無論開啟任何一個裝置的開關，都是在啟動銅的力量；把這塊金屬拿走，我們依賴的電氣基礎設施也差不多無用武之地了。 [9]

值得注意的是，銅不是唯一能導電的金屬。鋁的導電性也很強，由於鋁輕得多，不能埋在地下、需要高掛空中的高壓長途電纜往往採用鋁線而非銅線。銀比銅的導電性更佳，儘管強度或許較弱，但延展性與銅相比並不遜色，不過銀的例子又一次突顯了原料世界反覆出現的一個教訓：如同混凝土或鋼，一個原料的屬性固然重要，它的普及性同樣重要。銀太稀少了。銅的資源或許不像鐵那樣豐富，但比銀多得多，而且人類開採、提煉銅的歷史比任何其他工業金屬都更悠久。

採礦術的發明

人類與銅的關係，比與電的關係久遠得多。銅的世界裡，沒有類似腓尼基在地中海海灘烤砂、意外發現玻璃的故事。不過，或許就在腓尼基人發現玻璃的大約六千年前，人類也發現瞭如何熔融銅的辦法，地點或許就在亞美尼亞、土耳其與埃及之間的三角地帶。你若造訪塞普勒斯某些山區，有時會見到一種黑色的化石化礦渣──那是最早期開礦與冶金活動的遺跡，是我們先祖幾千年前熔融礦石、製造液態銅時留下的燒焦廢料。當年目擊這種冶金過程的人，想來一定目瞪口呆：透過若干形式的煉金術或魔法，智者可以讓看來不起眼的石頭湧出紅色液態金屬。 [10]

從石頭轉型到金屬工具的變化，帶來人類學中的銅器時代（Copper Age）或紅銅時代（Chalcolithic period，源自希臘文的銅 chalkos）；之後，人們發現加入錫一起冶煉，可以製成更強、更硬、更適合製作工具的合金，青銅時代（Bronze Age）於焉登場。青銅工具使我們的祖先能打獵、造屋、作戰。這一切都在鐵器時代之先，鐵的強度與可塑性又更勝青銅。但話又說回來，真正的銅時代──直到今天依然舉足輕重的銅時代──還沒有到來。

在過去多年裡，銅礦貿易中心不斷從一個國家跳到另一國家，從塞普勒斯到以色列，從力拓在西班牙那些蘊藏豐富的礦，到瑞典的大銅山（Kopparberg）。有一陣子，在今天的德國、當年的薩克森（Saxony），地方貿易商仿照混凝土與玻璃製造業規矩，以新規嚴厲規範銅礦貿易、建立最早的礦務學校，將原本非正式的買賣化為一門專業。在英國，古塞爾特人與羅馬人開採過銅礦與錫礦，也曾在全球銅礦貿易中不只一次揚名立萬，不過到十九世紀中葉，英國的銅產量已經超越全球總產量之半。英國的銅主要來自康沃爾，這裡的銅礦資源非常豐富，直到今天，殘留下來的康沃爾礦石仍比智利或秘魯這些產銅超級大國的礦石純度要高得多──不過英國能在銅礦貿易搶佔優勢，也與英國如何使用銅有關。 [11]

像今天一樣，英國當年也有一個遍及世界各地的軍火工業，而且特別依賴高品質的銅。十八世紀，英國海軍開始用銅包覆船體，即包銅皮底（copper bottoming）──使船更快、更靈活，能在海上停留得更久，而且最重要的是，船體較不容易在駛經溫暖水域時受到腐蝕與生物附著。包銅皮底是出現在航海時代的早期科技，是英國用來統治海上的重要利器。包銅皮底需要大量的銅，一艘標準型、七十四門砲的戰艦需要十四噸銅，才能完成這項工程。這就產生一個問題：這麼多銅從哪裡來？答案是，來自一個根本不產銅的地方：南威爾斯。

史文西（Swansea）儘管銅產量微不足道，卻有全球銅產之都（Copperopolis）之稱：這是原料世界又一遭人遺忘的故事。不過，由於它帶來一個世人直到今天仍然沿用的經濟模式，值得一提。事實上，就若干意義而言，我們今天所知的「全球化」雛型就誕生於威爾斯的這些河谷中。

誠如法國工程師兼社會經濟學家斐德烈．勒普雷（Frédéric Le Play）在一九四八年的著述中所說，直到十九世紀，金屬冶煉始終「嚴格受限」於地質：業者只能在本地採礦，用本地產的林木做燃料（所以在那個年代，你若來到一個地方，發現樹木突然消失，就知道附近有人採礦），在本地冶煉礦石。勒普雷寫道，但「近二十年來，這種老秩序已經大幅轉變」。 [12]

他指的正是史文西。十八世紀初葉，史文西當地的實業家發現一個商機，這裡儘管銅產不多──主要產地是位於它南方的康沃爾，與位於它北方的安格雷斯（Anglesey）──但有豐富的煤。而在冶煉銅礦的過程中，每煉一噸銅礦石需要三噸的煤。就這樣，在之後幾十年，銅礦業主紛紛將礦石運到史文西冶煉。 [13]

史文西煉銅廠效率很高，很快就在產能上超越全球其他競爭對手，於是礦石開始從全球各地浮海而來：古巴與澳洲、紐西蘭，美國與秘魯。曾有一段時間，全世界的銅礦約有六五％送到史文西提煉。以史文西市中心為圓心，方圓五哩內有不下三十六座煤礦、十二座煉銅廠，與其他各式各樣的冶金廠，硫磺味的雲霧長年壟罩市區上空，提煉廠排出的廢料在市郊堆積如山。這處一度風景如畫、綠意橫生的河谷，成了英國最開發、最工業化，汙染也最嚴重的地區。

進入十九世紀後，史文西的銅礦貿易壟斷逐漸顯露疲態，之後全面崩潰。美國境內新開採的巨型礦場開始自行煉銅，威爾斯各地的提煉廠步入倒閉，一開始勢道還很緩慢，隨後突然加速。今天，這些提煉廠全數走入了歷史……除了位於克里達（Clydach）的一家鎳廠，它目前的主人是在亞馬遜開採巨型鐵礦的巴西礦業集團淡水河谷。另外，觀察現代金融市場也能發現銅都時代的遺緒──許多金屬商品的定價為三個月內交割，這個傳統就可以回溯到銅都時代，因為當年將銅從智利運往史文西要三個月。

不過，銅都的真正傳承不在南威爾斯，而在世界的另一端。史文西模式證明瞭一件事：一個國家就算沒有特定礦產資源，仍然可以壟斷它的生產。而最能擁抱這種模式的莫過於中國。今天的中國是全球「處理廠之都」（processer-in-chief），除了琳瑯滿目、各式各樣的金屬，全球近半的銅礦也在中國熔融、冶煉。

電網

講述電氣化的傳統故事，一般離不開發明第一個電燈（弧光燈）的漢弗萊．戴維（Humphry Davy）或他的門生麥克．法拉第，離不開發現電磁的漢斯．克海斯提安．厄斯特（Hans Christian Ørsted），與將電力普及化的愛迪生。但我們談的是原料世界，得歸根究底、找出這些故事的源頭才行。因為電氣時代的出現，是一項更加古老、也實際得多的科學研究──找出適當型別、適當數量的銅──的成果。

把時間拉回十九世紀中葉，當美國開始在各地城市之間建立電報線，並計畫鋪設橫跨大西洋的電纜時，早期銅線生產商使用由史文西反射爐（reverberatory furnaces）煉製的銅，還能勉強應付。但隨即愛迪生與西屋電氣創辦人喬治．威斯汀豪斯（George Westinghouse）在倫敦與紐約建了世界第一批發電站，其中的大型發電機需要導電性強的銅線。情況很快明朗：威爾斯生產的銅導電性不佳，這與早期半導體製造業者碰上的問題如出一轍：矽或鍺晶圓的原子結構純度愈低，電子愈不容易通過。銅線亦然。

但也就在愛迪生尋找更好的銅的大約同一時間，美國與英國的一些礦業專家找出瞭解決辦法。他們不僅將礦石熔融，還將礦石電解──將礦石浸到溶液中，引入電流。經過電解煉成的銅純度高得多，才足以造出啟動未來的新一代電動馬達與發電機。

這項新技術徹底斷了史文西提煉廠的命脈，但對萌芽中的電氣產業，它來得正是時候。就在電氣業者迫切需要高純度銅的同時，金屬業者有了滿足這項需求的能力。此外，愛迪生與威斯汀豪斯旗下的電廠──例如尼加拉瀑布（Niagara Falls）水電站──發的電愈多，提煉廠的電解池用的電愈多，生產出來的銅就更精純。這種良性迴圈使愛迪生等企業家能築起一道圍繞全美各地大小城市的電網，然後推向全球。經威廉．諾德豪斯量化的「照明價」大幅下降：但這不僅是聰明才智與創業精神的成果，也要歸功於原料世界的神奇。事實上，這是銅市場打臉悲觀論者論調，提供足夠金屬、滿足全球需求的第一次（但不是最後一次）。 [14] ｉ

愛迪生不是發明燈泡的第一人──這項榮譽或許得歸給約瑟夫．斯萬（Joseph Swan）。斯萬是來自英格蘭東北的科學家，不過甚至在他之前，也已經有好幾個人製造出原型燈泡。但就像處理混凝土，愛迪生也找到了將燈泡量產之道。他知道，僅僅是製造一種燈泡或一些聰明的電氣用具還不夠；他必須打造電氣基礎設施，讓這些裝置可以插在上頭使用。

而這意味著很多、很多的銅：他得用銅製做銅線，埋在紐約的街道下，得在住宅與工作場所置入銅，得用銅纏繞發電機轉輪。事實上，儘管銅價下跌，但由於愛迪生這項計畫的所需實在過於龐大，若搞砸了會讓他破產。愛迪生於是發明瞭可以用更細的銅絲點亮的燈泡，他還重新設計鋪設在紐約的電氣網路，用較細的銅線取代原先計畫的粗銅線。但他的系統在紐約這類人口稠密的都市中心雖說運作良好，離開市中心約一哩左右，效果就逐漸削減。

那麼位於發電站一哩以外的地區怎麼辦？威斯汀豪斯與尼古拉．特斯拉（Nikola Tesla）用交流電解決了這個問題。愛迪生電線的直流電，朝一個方向前進，像河水沿河而下；威斯汀豪斯與特斯拉電線的交流電（ＡＣ）則脈動著，像起伏的海浪。交流電的好處是可以沿非常細的電線傳送高壓電。這有兩個重大意義。首先，也是最重大的意義是，我們不必再擔心會將全世界的銅開採一空，其次，發電站再也不必建在社群裡。我們沿用至今的電氣基礎設施就此誕生：龐大的發電站用高壓電纜將交流電送往城市、小鎮，與田納西農村這類偏遠鄉鎮。這是一個構築在銅上的系統。但問題是：這些銅究竟來自何方？