人類利用能源的形式，根據(jù)所蘊(yùn)含的人類智慧程度，可以分為啟智能源、小智能源、中智能源和大智能源，其對(duì)應(yīng)的能源形式分別是柴薪燃料、“馴化”能源、化石能源與混合能源。能源形式的改進(jìn)，是為改善人類生存、更好地滿足文明運(yùn)行的需要；能源形式的更替，是為促進(jìn)人類發(fā)展、推動(dòng)文明形態(tài)的演進(jìn)。更替不可能突然發(fā)生，要以能源形式的改進(jìn)為基礎(chǔ)。無(wú)論是改進(jìn)還是更替，都是人類的智慧成果的成功運(yùn)用。

在采獵文明時(shí)期，人們從自然界獲取食物，采集植物，狩獵動(dòng)物，以獲取生存必需的能量。后來(lái)，人類發(fā)現(xiàn)并利用了火，柴薪、秸稈等天然生物質(zhì)燃料便成為主要的能源。

在農(nóng)耕文明時(shí)期，除了繼續(xù)利用火外，人類開(kāi)始嘗試“馴化”自然，畜力、風(fēng)力、水力漸漸成為獲得能源的重要方式，以此完成磨面、提水、紡紗和織布等簡(jiǎn)單的農(nóng)業(yè)和手工業(yè)活動(dòng)�，F(xiàn)在看來(lái)，人類直接獲取水力、風(fēng)力等能源形式有著明顯的缺陷：一是能源動(dòng)力受自然條件和氣候限制大，沒(méi)有風(fēng)和水，風(fēng)車與水車寸步難行；二是能源獲得渠道窄，主要是通過(guò)地表和地上，地上能源是太陽(yáng)能，地表則是太陽(yáng)能經(jīng)過(guò)光合作用而形成的能源，如柴薪能源等。對(duì)于地下能源，我們當(dāng)時(shí)的視野還難以觸及。盡管如此，低下的能源利用技術(shù)仍然與當(dāng)時(shí)同樣低下的勞動(dòng)生產(chǎn)率相適應(yīng)，生產(chǎn)技術(shù)水平的落后使得我們對(duì)能源的需求并不迫切，改進(jìn)能源利用技術(shù)的動(dòng)力不足。較低的能源技術(shù)和較低的能源需求相互適應(yīng)，互為因果，支撐著文明緩慢前行。

受益于科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，人類的活動(dòng)范圍逐漸從地表延伸到地下，發(fā)現(xiàn)了豐富的煤炭資源。煤炭燃燒后能釋放出較高的熱量，也適應(yīng)生產(chǎn)的批量化、持續(xù)性需求，因而迅速成為主要的能源。18世紀(jì)蒸汽機(jī)的發(fā)明，煤炭取代柴薪成為支撐工業(yè)文明運(yùn)行的主體能源。到了19世紀(jì)，發(fā)明了比蒸汽機(jī)熱效率高、體積小、功率大、更潔凈的內(nèi)燃機(jī)，隨之進(jìn)入了以燃油為主體燃料的時(shí)代。石油和天然氣比煤炭燃燒值更高、污染更小，更符合工業(yè)社會(huì)的需要，因而得到大規(guī)模的推廣和應(yīng)用。

通過(guò)蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力難以在較大的空間范圍內(nèi)隨意傳遞，只能圍繞一臺(tái)動(dòng)力機(jī)械進(jìn)行小范圍、小規(guī)模的生產(chǎn)。19世紀(jì)以來(lái)，電磁感應(yīng)定律的發(fā)現(xiàn)，為隨后發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)，以及變壓器、電站、低壓電網(wǎng)和超高壓電網(wǎng)等一系列技術(shù)裝備的發(fā)明及廣泛應(yīng)用提供了條件，開(kāi)啟了第二次工業(yè)革命，迎來(lái)了電磁動(dòng)力新時(shí)代。煤炭、石油、水力、風(fēng)力等各種能源都可以轉(zhuǎn)換成機(jī)械能、再轉(zhuǎn)換為電能，然后將電能通過(guò)電網(wǎng)延伸到城市、鄉(xiāng)村和山間，廣泛地滿足城鄉(xiāng)生產(chǎn)生活所需。

借助以煤炭與燃油為燃料的蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，我們由依賴人力、畜力、風(fēng)力和水力轉(zhuǎn)向依賴機(jī)器，人類手臂向外拓展；憑借電力的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，我們將各種機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并將之運(yùn)往遠(yuǎn)方，使得生產(chǎn)和生活的視野進(jìn)一步開(kāi)闊。兩次工業(yè)革命的能源基礎(chǔ)——化石能源的發(fā)現(xiàn)和利用，滿足了工業(yè)文明對(duì)能源的巨大需求，但其儲(chǔ)量有限，不可再生，終究會(huì)枯竭，同時(shí)也催生了環(huán)境破壞、氣候變化、安全事故等一系列嚴(yán)重問(wèn)題。

未來(lái)清潔高效的新型能源不可或缺。20世紀(jì)60年代以來(lái)，“能源革命”的呼聲日漸高漲，開(kāi)發(fā)包括新型能源和再生能源等在內(nèi)的能源，成為能源形式更替與發(fā)展的新方向。

回顧由火而始走過(guò)的漫長(zhǎng)歷程，我們可以發(fā)現(xiàn)幾條能源形式改進(jìn)和更替的重要線索。

一是從被動(dòng)到主動(dòng)。我們對(duì)能源的利用，最早是以“靠天吃飯”的方式被動(dòng)獲取。即采集植物和狩獵動(dòng)物以獲取它們本身含有的能量。后來(lái)，通過(guò)認(rèn)識(shí)和利用火，包括引用自然火種和鉆木取火，人們對(duì)能源的利用從被動(dòng)逐漸轉(zhuǎn)為有意識(shí)的主動(dòng)。后來(lái)，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，能源利用逐漸主動(dòng)轉(zhuǎn)移到煤炭和石油，乃至之后的核能、太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能等新的能源形式上。

二是從發(fā)現(xiàn)到發(fā)明。人類從用火山和閃電留下來(lái)的火種取火，到掌握鉆木取火歷經(jīng)的時(shí)間數(shù)以萬(wàn)年。而從1820年荷蘭人漢斯·奧斯特發(fā)現(xiàn)了電流磁效應(yīng)，到法拉第用磁棒來(lái)回進(jìn)出金屬線圈制造電力僅僅歷經(jīng)了11年。偶然的發(fā)現(xiàn)是小概率事件，需要等待漫長(zhǎng)的時(shí)間，同時(shí)只能發(fā)現(xiàn)比較單一的規(guī)律。試驗(yàn)發(fā)明是一個(gè)復(fù)雜、系統(tǒng)的過(guò)程，同時(shí)又有更加明確的目的性和研究方向，大大縮短了發(fā)明的時(shí)間。

三是從“膚淺”到深遠(yuǎn)。在采獵文明和農(nóng)耕文明時(shí)期，我們就地取材，在視線所及范圍內(nèi)行動(dòng)。在工業(yè)文明時(shí)期，能源利用的目光穿透地層，地下的煤炭、石油和天然氣，成為文明前行的重要?jiǎng)恿��?lái)源。隨著技術(shù)的進(jìn)步，能源形式開(kāi)始從有形轉(zhuǎn)為無(wú)形，電能開(kāi)始得到普遍使用，核能、太陽(yáng)能、可燃冰和地?zé)崮艿乳_(kāi)始進(jìn)入我們的視野。

總之，我們對(duì)能源的利用是從小聰明逐步過(guò)渡到大智慧的過(guò)程。在農(nóng)耕文明時(shí)期，人們利用畜力靠馬車等出行。進(jìn)入工業(yè)文明時(shí)期，蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、發(fā)電機(jī)及電動(dòng)機(jī)讓能源變得更加豐富和強(qiáng)勁。后來(lái)，混合能源又開(kāi)始被使用，再后來(lái)，能源形式進(jìn)一步更新，燃料電池、混合動(dòng)力、氫能源動(dòng)力和太陽(yáng)能等發(fā)展迅猛。隨著文明的演進(jìn)，生產(chǎn)技術(shù)水平的提升，主流能源形式中所蘊(yùn)含的人類智慧元素比重越來(lái)越大。