统计资料显示，在明清时期的中国城市中，人口规模超过100万的有3个，分别是北京、南京和苏州，另外还有十个左右的区域性中心城市的人口规模在50至100万之间。与之相比较，早期西方城市的人口规模要小得多。一直到14、15世纪，阿尔卑斯山脉以北的整个西欧地区，只有巴黎、科隆和伦敦三座人口超过5万的大城市。那些著名的工商业中心城市，如布鲁塞尔、纽伦堡、卢贝克、斯特拉斯堡等，都不过只有两三万人。
市场化、工业化推动了现代城市规模的发展。公元1500年，伦敦的人口不过5万，1600年人口增至20万，1700年增至70万，18—19世纪，伦敦人口突破百万，已成为世界上最大的金融和贸易中心。1900年，伦敦的人口增加到200万。20世纪60年代伦敦人口曾达到800多万。
进入20世纪，人类开始出现超过千万人口的特大城市，1000万是个什么概念？要知道，秦统一六国后，全国的人口只有2000万。美国独立战争时期，英国总人口是1100万，美国只有200万。即便到了现在，世界上人口超过1000万的国家也只有80多个，超过5000万的只有30多个。1950年，全球仅有纽约和东京两个人口超过1000万的特大城市。1975年，上海加入特大城市的行列。2004年，特大城市的数量飙升到22个，世界最大城市东京人口已经达到3500万。
目前世界的趋势是人口越来越集中化，除了个体城市的发展，城市正在进入“群时代”。在发达地区，原本是一些相邻的城市交织在一起，彼此蔓延成一个整体。一个城市群其实就是一个更大的城市综合体。比如美国东北部大西洋沿岸城市群，从波士顿到华盛顿，包括波士顿、纽约、费城、巴尔的摩、华盛顿等，人口6500万，占美国总人口的20%。在中国的珠江三角洲，香港、广州、深圳、东莞、佛山、珠海、澳门等城市已经连接在一起，人口超过5000万。
未来，世界上大多数人将会住进世界主要的都市群中，而大陆内部的广袤地区将变得更加人烟稀少。城市化就会引发城市病，比如交通堵塞、环境污染等。但我们不能就此否定这种趋势。因为在治理好的大城市群内部，资源更能被集约利用，人们的生活更加便捷，教育科研水平更高。城市是文明的根据地，人类从荒野走进农田，从农田走进城市，再从小城市移民到大都市群，这是人类进步必然要经过的过程，是人类社会结构变革中的一个重要线索。经过了城市化的洗礼之后，人类才能迈向更为辉煌的时代。
神奇的力量
关键词：世界七大奇迹、永动机、蒸汽机、能量守恒、工业革命
人类古代有很多伟大的工程，如：埃及金字塔、巴比伦空中花园、希腊帕特农神庙、中国万里长城、古罗马斗兽场等。我小时候，有的科普书上说长城是“世界七大奇迹”之一，其实是错误的。因为最早提出“世界七大奇迹”说法的是前3世纪的旅行家昂蒂帕克，实际上只包含了西亚、北非和地中海沿岸的七处宏伟的人造景观，那已是那个时代作为一个西方人眼中的全部世界，而中国的长城距离他们太远了。而且除了埃及金字塔依旧巍然屹立在沙漠中以外，其它六处都已经湮没在历史的尘埃之中。
这些被称为世界奇迹工程有一个共同之处，就是都耗费了大量的劳动力和时间。比如胡夫金字塔建于埃及第四王朝第二位法老胡夫统治时期(约公元前２６７０年)。塔底周长920米，塔高米，占地万平方米，相当于一座40层摩天大楼。塔身用230万块平均重约吨的石料堆砌而成，塔的总重量约为684万吨，它就像一座几乎实心的巨石。建造它耗用了10万人，30 年的时间。
这些奇迹是人类伟大的见证。因为除了自身的体力，智慧的人类可以科学分工，驱动牲畜，运用数学、地质、气象等知识，发明轮子、杠杆等工具。比如明代修建北京紫禁城，为了运输所用的巨石，工匠们先在京西几十公里外的门头沟的山中采集好石料，然后在通往城中的沿路凿井，等到冬季滴水成冰的时候，从井中汲水泼出冰道，用两万多人、一千多头骡子前拖后撬，花上一个月把那些巨石拖拽到城中。
作为今人，我们惊叹于古人的聪明才智。但作为古人，他们困惑于自身的力量，他们多么希望像故事里的神仙一样拥有拔山之力、千里之速。直到蒸汽机冒着白烟笨拙的拱开了神奇的大门……
蒸汽机与能量守恒
其实，世界上蒸汽机的鼻祖可以追溯到2000年前，古希腊数学家希罗（Hero of Alexandria）发明的汽转球，它利用蒸汽喷出产生的反冲力，带动球体旋转。也许希罗先知已经看到了神奇力量的曙光，但在当时的社会环境下，那个装置只不过被别人当作一个玩具而已。
17世纪，英国的采矿业已发展到相当的规模，许多矿井都遇到了严重的积水问题。为了解决矿井的排水问题，当时一般靠转动辘轳来排除积水，单靠人力、畜力已收到成本的限制，而现场又有丰富而廉价的煤作为燃料，现实的需要促使许多人致力于“以火力提水”的探索和试验，所以早期的蒸汽机就是被用来从矿井抽水的。其实，早在1601 年，意大利物理学家包尔塔设计过一种利用蒸汽提水的机器，利用蒸汽对水面的压力和蒸汽冷凝产生的真空，把水从低水位通过 管子吸引上来。根据这种原理，17世纪末，萨弗里制成的世界上第一台实用的蒸汽提水机，它依靠蒸汽冷却产生的真空吸力直接从井中汲水，但汲水深度不能超过六米。后来，纽可门及其助手发明了大气式蒸汽机，它引人了*装置，用一根连接杆驱动井中独立的提水泵，这种蒸汽机在欧洲被迅速推广，但气缸加热和冷却过程中能量损耗严重、热效率低。英国的仪器修理工詹姆斯?瓦特在修理纽可门机的基础上，对蒸汽机做了重大改进，它将冷凝器与汽缸分离，发明曲轴和齿轮传动以及离心调速器等，使蒸汽机的热效率成倍提高，煤耗大大下降。瓦特的创造性工作使蒸汽机迅速地发展，并使原来只能提水的机械，成为了可以普遍应用的蒸汽机。瓦特从1769年开始取得一系列专利，为纪念瓦特的贡献，功率的单位名称以其姓氏命名。
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