出品|网易科学人栏目组
译者|晗冰
直至20世纪，只有富裕或垂死的人才可能亲眼目睹到室内制冷。相比之下，冬天的室内生火取暖就显得理所当然。在当时的人看来，夏天的热并不是人类可以改变的自然力量，通过机器来控制天气的想法一度被认为是有罪的。即便在上世纪初期，美国国会也避免在国会大厦使用人造冷气空气，怕选民攻击他们说这些人高高在上，不会像其他人一样流汗。
空调的普及不仅需要工业创新。更需要消除人们的陈腐观念。但是，在空调对大气危害的宣传下，似乎空调成了人类对地球作恶的根源。
尽管有不道德的阴影，空调技术却在不断突破。空调起源于医生治愈病人的迫切愿望。 1851年，一名名叫约翰·戈里（John Gorrie）的佛罗里达州医生申请到了第一台制冰机专利。根据《冷却：空调如何改变一切》一书作者萨尔瓦托·巴西勒（Salvatore Basile）所说，戈里最初的想法并非发明这样一种制冷设备，他只是像利用冷气降低疟疾患者的高烧。为此，他设计了一种可以吸入空气并压缩，然后通过管道输送的机器，从而使空气在膨胀时达到冷却的效果。
起初在戈里的办公室之外，人们并没有发现这种机器的用途。直至机器管道意外冻结并开始结冰，人们发觉可以用这种机器来制冰。不过，这个用途被《纽约环球报》大大讽刺了一番，认为它亵渎神灵：“戈里博士完全是一个民间科学家，认为他可以用他的机器制造出冰，像全能的上帝一样。
事实上，使用自然界的冰块来做冷饮或降低房间温度并不是什么新鲜事。17世纪，发明家科尼利厄斯·德雷贝尔（Cornelius Drebbel）在夏天使用了地下储存的雪来践行他所谓的“将夏天变成冬天”理论。在所著的《绝对零度》和《征服寒冷》中，汤姆·沙特曼（Tom Shachtman）推测，德雷贝尔将雪与水，盐和硝酸钾混合，形成冰晶并用于冷却室内。詹姆斯国王还邀请德雷贝尔来展示他的创新方法，据说机器的制冷效果是如此之好，甚至让国王跑出了房间。
两个世纪之后，冰块还用于保存美国总统加菲尔德（James A. Garfield）的躯体。1881年7月2日，查尔斯·戈特（Charles Guiteau）使用他的左轮手枪连开两枪，子弹悉数打入加菲尔德后背。总统在炎炎夏日中慢慢离去，这种情况促使当时的海军工程师利用冰块来给这位大人物降温。
天文学家西蒙·纽科斯（Simon Newcomb）负责加菲尔德病房的冷却。纽科斯将一个发动机与管道相连，使发动机的风扇吹过巨大的冰桶。在书面报道中，纽科克解释说，他的装置可以装载大约6吨的冰块，空气吹过冰块再循环。“该装置将房间的温度从华氏95度降低到75度，而每小时消耗数百磅的冰块。
纽科斯的新机器慢慢吸引了公众，人们对于冷却空气的不信任感开始减弱。各类发明家开始开发怪异装置来对抗夏季炎热。有人相信他可以把热气球用过软管连接到消防栓，并制造一场人造暴风雨。另一个人提出了在塔顶设置二氧化碳炸弹，炸弹的爆炸会冷却空气，影响到邻近地区。其中一些奇异设计还赢得了专利，但在实践中很少被证明能够起到作用。
加菲尔德总统去世二十年后，威利斯·卡里尔（Willis Carrier）创造了“空调”这个术语。在1902年7月，他设计的“空气处理设备”首先安装在萨克特威廉姆斯出版社在纽约市布鲁克林大街的建筑中。该设备将空气吸入含有冷却剂的管子中，其目的是为了减少空气湿度而并不是降低空气温度，因为空气中多余的水份往往会使出版社的文件损毁。
1899年，阿尔弗雷德·沃尔夫（Alfred R. Wolff）先于卡里尔在纽约市康奈尔医学院的解剖室安装了冷气装置。后来，同一年卡里尔在布鲁克林安装了他的第一台机器，沃尔夫把机器装进了纽约证券交易所，为工作人员带来了舒适的办公环境。
自此技术开始不断传播。1929年，北极 (Frigidaire)出售了第一台家用“房间冷却器”。随后，斯瓦兹（H.H. Schultz）和谢曼（J.Q. Sherman）发布了第一台架在窗台上的空调，但是我们今天所熟知的第一台窗机是1932年上市的Thorne室内空调，它看起来就像一辆穿过窗户的旧车。在《冷却的舒适：美国人的空调罗曼史》一书中，作者玛莎·阿克曼（Marsha Ackermann）讲述了在采访中，卡里尔阐述了自己的愿景。他想象了一个这样的世界：“普通商人会在有空调的房间里睡觉，起床时精神饱满。他将乘坐配置有空调的汽车前往空调办公室。”
在1939年世界博览会上，空调第一次在重大会议上公开亮相。卡里尔主办了一次主题为“明日博览会“的展示厅，有65,000名观众首次体验到了空调的好处，极大增加了消费者的兴趣。在接下来的十年中，随着空调体积的缩小，相关广告也将宣传重点从职场男士转移到家庭主妇身上。在一些空调早期的广告中，空调安装在窗户中，家庭成员自豪欣赏着他们的机器，此时的空调就像一艘已经降落在客厅的飞船。
巴西莱指出，意见不起眼的小事反而提升了空调的受欢迎程度：1959年，美国气象局制定了“不适指数”，也就是我们今天所熟知的酷热指数，将包含温度和湿度。如同巴西莱在他的书中所说，不适指数给空调的销售带来了意想不到的推动作用，让“人们记住冷气”的好处。普通人会通过这个指数来了解天气的闷热程度。如果他们能负担得起，那么就会买一台空调缓解不适感。
到了20世纪60年代，美国每年都销售出数百万台空调。无论城市还是郊区，窗户上布满了密密麻麻的空调设备。美国能源信息管理局的住宅能源消费调查显示，截至2011年，美国有87％的家庭拥有空调或中央空调。相比之下，巴西为11％，印度为2％。
虽然最初公众对空调的排斥或许影响了空调技术的发展，但事实证明，空调的普及的确对大气有害。
1989年《蒙特利尔议定书》生效，旨在减少向大气中排放的氯氟烃或氟氯化碳。而老式空调普遍使用了这种制冷剂。
尽管为了避免对大气臭氧层造成明显破坏，空调制冷剂已经从氟改用了氯，但是空调仍然对环境造成巨大的影响。据美国能源部住宅和商业建筑部门的代理事务副主任丹尼尔·莫里森（Daniel Morrison）透露，仅2015年，空调用电量就超过5000亿千瓦时。这几乎是建筑物用电总量的20％，每年全美空调消耗的电费高达600亿美元。空调也是夏季峰值电力需求的主要组成，由此可能带来夏季停电。
在人们如今使用的所有设备中，空调并没有经历诸如电视机或电话机这样的设计变化。但是，有些公司试图从外观和效率方面革新空调的未来，使空调更加个人化。譬如CoolWare开发了一种空调领圈，环绕在用户颈部，通过小型风扇提供水冷空气。而Wristify则开发了一种与手链相似的产品，同样Kuchofuku制造出一个类似理念的空调式衬衫。
此外，一家位于塞浦路斯公司Evapolar声称发明出“世界上第一款个人空气冷却器”。该产品是一个小型立方体，带有一个水箱和一个风扇，可以生成凉爽的清洁空气。 Evapolar的理念是打造单身人士用于工作或睡眠空间的“微气候”，从而避免通过冷却整个房间或建筑物而浪费能量。“就像我们的手机变得个性化一样，我们相信空调设备也应该变得个性化，”Evapolar发言人Ksenia Shults如是指出。
目前，许多中国和欧美的国家也在市场上推出小型个性化空气净化器。当然，所有这些产品都是小众化，但是陌生的东西也能够成为主流，这种例子不胜枚举。
即使在今天，有关空调仍然存在不少争议。 由于其对环境的负面影响，一些倡导者呼吁不要使用这些空调。其他人指责空调使得职场女性在工作内外不得不频繁更换着装。空调已经成为人类智慧和虚弱的象征，降低了人体对大自然的适应性，使得我们没有了机器的帮助，就无法承受天然的高温。
空调不仅仅是家电，更是一种警示。人类发明这种设备的初衷只是为了避免几个人的死亡，但最终却在调节室内气候中发挥了重要作用。 每一个夏天，在窗外、在屋后、在办公楼顶部，无处不传来空调运行的嗡嗡声。这种机器运转的声音每时每刻都在提醒着人类，聪明才智也许会付出代价。 也许我们的前辈看到冷却空气的危险并不是完全错误。
本文来源：网易科学人
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