适应技术对第三世界的发展起着重要作用。最适技术不一定是最简单的技术，也不一定必须由简单的机械设备构成，物理学能对它帮怎样的忙呢？
要成为一种适应技术，必须与人民所处的环境、他们的文化、经济条件以及人才资源的教育培养相适应。为了满足公众的技术、社会和经济的需要，适应技术必须是：能节约资金，产生就业机会的技术，技术规模不大，就地利用材料和能源，应用原有的或易于传授的技艺，使社会和文化的混乱降低到最小限度，生产适当数量并有一定质量的商品以保障供给以及对环境合理的持续利用o（Dickinson 1974，Reddy 1975）
研究了所谓的发展以及随之而来的环境、文化和经济的混乱，我不明白这些情况是否本来就不可能事先防范的。消耗了大量的材料和精力，这件事把我引导到对包括人类生态系统定量模拟试验的一套处理方法上去了。如果可以建立一个包括环境、文化和经济的真实模型，那么在一个体制上的发展结果是可以估计到的。这种研究将是适应技术的一个重要部分。引进新技术以改变公众某些方面的面貌，像营养不良或疾病。预先知道由这些新技术所产生的任何改变的性质和程度是有用的。即使是最简单的技术也可以造成灾害性的结果，如果由不熟悉有关公众的自然环境和社会环境的人来设计，那么后果将更其严重。
雷台（1975）作过一个评述，他认为所有技术有似遗传物质那样，如果它处于一个新的环境中，会使它原先所来自的那个社会繁衍生长。因此要优先考虑的必定是按照技术的原则来训练存在问题国家的公民，并让他们为自己设计大部分合适的设备。技术工艺书列载了大量可供选择的方法，同时还有有关物理原理的解释，这就给了他们很大的帮助，但是最后应由它们的公民负起设计他们自己的适应各种技术工艺的责任。许多第三世界的公民对西方世界的一些动机产生了怀疑并把“适应”技术看作是低劣的技术。例如，高度精炼的糖比本地生产的棕色糖更其受到欢迎，本地出产的蔬菜为欧洲产的营养较差的食物所排挤而市场上看不到了，甚至把计划生育的劝告认为是另一种形式的种族灭绝的屠杀。
适应技术的主要来源有四个：传统技术，多半是重新引入并且已经变得更为有效更为合适；换代的西方技术，由于它们那时的社会- 经济条件与目前第三世界相类似，所以参照着设计的；使古代的或现代的技术适应于第三世界的社会- 经济和环境条件，可能是经过按比例的降低，稍微提高劳动强度但更为有效；以及为解决某一专题而发明的一个新技术。
物理学家和适应技术
适应技术是多学科的——它包含了自然科学和生物、机械、电气、土木工程和化学工程技术，人类学、社会学、经济学、建筑学、营养学和环境研究。假使从事有关的不同学科的人们，能够明确地肯定哪一些值得花精力去进行研究，这将是非常有益的。多学科的小组显然可以起着很重要的作用。
在适应技术中有许多任务是属于物理学的，尽管有些物理研究室提供有关科目并且还具有相似的研究兴趣——环境物理学，物理学和生态学、大气悬浮微粒污染等，但涉及生态系统的模拟试验通常并不认为它是属于物理学的。事实上在数学生态学方面第一流的权威之一，R. M. May是一位培训物理学家的专家。因为一个物理学家是具有坚实数学基础和充分领会能量概念的科学家，他在这个领域中处于能够作出贡献的优越地位。然而对于咬文嚼字者来说，他认为这恰恰不属于“物理学”而是一种“左道旁门”，说实在的在传统的技术中，例如在投出后可以自动飞回的飞旋标，弓箭，蓬帆船，船和航海等的物理学中究竟有多少“真正的”物理学还得有待研究。
人们可以在一个很小的范围内详细地估计事物而不需要理解有关的物理原理。但是在适应技术中，有比例的降低可能是十分真实的，因此有必要对物理原理有一个清晰的理解。农村水电站的配置是一个切题的例子。当然也还有许多需要进一步调查的综合方面，像当地材料的物理性质，当地水文学和气象学中的参数监测，价廉物美的实验室设备，能量分析，土壤物理学和污染研究等。它们之中的每一种调查对改善第三世界的生活方式都是重要的，而且有另一些与适应技术紧密相关的科研项目——关于高热容量材料的研究，较好的热绝缘体，表面热传导，房屋与车辆上的气流，表层中的输运及在内燃机中新型燃料的采用（索柯洛夫1975），它们都归属于一个相同的范畴。
物理学家的科研项目
虽然这技术在所有情况下可以是适应的，也可以不适应，但仍然还有与适应技术直接有关的特殊科研项目。这里讨论的对于第三世界农村特别有关联的一些技术中，有些在有能量意识的西方社会中也是重要的，因此，已经引起了在工业化国家中的研究与发展实验室中相当大的兴趣。然而，这种研究与发展考虑到工业化国家的经济、社会和环境条件以及需要。由于在第三世界国家中这些条件与需要是不相同的，所以他们的研究重点可以不同。工业发达国家追求效率，在第三世界中可能是不适应的。
这里讨论的其他技术是一些小规模的技术，它主要适用于第三世界。因此在其他地方几乎没有引起人们有研究它的兴趣。关于这些技术的资料，通常包括怎样才能制造一个器件，它能达到么目的，以及它的造价和操作等的详细说明。如果稍有区别的话，也只是有关它的操作中的一些基本的物理原理罢了。因此物理学家为了要估计重要的变量，建立一个定量的物理模型以及在公众的经济、社会和环境允许下，尽可能使设计完美，对他在指导管理良好的实验室试验中具备一个重要地位是有帮助的。
只是简要地讨论一下研究项目。这个讨论包括了在第三世界的一些应用，有关的物理原理以及应该着手的进一步研究等方面，每个人各自担任一个题目，像关于蓄电池的题目那样（麦克琪因1980），毫无疑问，尚应包括许多其他的科研项目。
有选择力的表面
—些阳光技术需要从太阳吸取尽可能多的能量，有选择力的表面提供了一种使能量损失减至最小的手段。在阳光下一个表面的温度将会升高，一直到进入的辐射能量与热量的损失平衡为止。大部分入射的太阳辐射在0.3~0.9微米的波段内（根据维恩位移定律r=6000 K时最大强度的波长λm为0.48微米），然而从热表面辐射出的波长在红外范围（在100℃时，λm~8微米），因此需要一种有选择力的表面，它对所有入射的可见光和近可见光都能吸收，但却能使再发射出去的红外降低到最少，事实上这可以利用一个上面镀有一层很薄（0.1~1.0微米）的黑色半导体发亮的金属表面，由于薄层厚度可以与可见光厚度相比拟，可见光辐射就会被吸收，然而由于表面基本上是发亮的和金属性的，所以对波长较长的红外辐射来说是一个很差的发射器（丹尼尔斯1974）。
尽管不同的材料可能会给出改善的效率与耐用性，但是所有有选择力的表面都包含相同的物理原理。由于有选择力的表面，对工业化国家来说，同样是重要的，在这些国家中现在已有商业上的生产。
阳光热水器
阳光辐射的用途之一就是把水加热，最简单的阳光热水器是由黑色的聚乙烯封装成水枕（water pillow）样子而做成的，整天把它放在太阳光下，黑色表面吸收太阳的辐射，到下午就可供应热水了。
另一种形式的阳光热水器是由一块大面积的平坦而发黑的玻璃组成，它吸取阳光辐射，对在它下面流过的水加热。一旦盛水槽发热后，由于水的蒸发就有热量损失，它以红外光形式再辐射出来，与周围空气发生对流并且传导到做成收集器的材料上去。因此热水器具有玻璃或塑料覆盖罩以降低再辐射和对流，这种覆盖罩对太阳光来说是透光的，但对由热水发射出来的长红外光来说是不透光的，从而把热量给收集起来了。为了减少由热传导而引起的热量损失把吸收部件放在绝热的外壳中。
热量容易从具有大面积的阳光收集器处损失掉，所以一般把已经加热了的水转移到一个巨大而良好绝热的储存器中，它对体积的比率来说具有一个很小的表面，而且可以绝热。收集器低于储存器这样可使阳光加热的水升起来并以冷水代之。在这个方法中对流保持了水的流通，这便是称之为温差环流阳光加热器（辛姆森和荷特1973，泡特拉研究院）。
对发展中国家的研究重点之一是一个更为有效的收集器。在悉尼大学的物理学家们正在研究一种设计，它有两个不同直径的同心玻璃管，水可以在它的内管流动，把两管之间的空间抽成真空，内管的外壁做成黑色的表面，而真空可降低能量损失。然而在第三世界的研究总是以低价的设计为目标。
阳光辐射聚集器
具有一块简单平板的收集器其温度限于100°C左右。对另外一些应用需要更高的温度，这用一个诸如凹面镜，凸透镜或费涅耳镜头的聚焦部件就很有必要了。典型的高温阳光收集器是在皮兰尼斯的法国阳光加热炉上，它利用一组巨大而可移动的镜面阵列以产生超过3000℃的温度。在较小的规模上有许多阳光炊具的设计，采用了一些发射器把阳光聚焦到一块小面积上。已经制造了一些相似的设备，这里采用了弯曲的反射器来集中辐射于一个线状的焦点。携带一种液体的一根黑色导管放在这个焦点下面，聚集器的问题在于它们需要直接阳光并且必须能移动以保持阳光照在所需的焦点上，不过线状型可以减轻这个问题（丹尼尔斯1974，玻意尔和哈坡1976）。
在工业化国家中的研究已经主要与阳光熔炼炉有关了；在第三世界，其兴趣则在阳光炊具上。必须要研究阳光烹煮的物理原理以导致适应的设计。因为目前设计中的一个缺点就是必须在户外酷热的阳光下烹煮，不同的光学系统成为考虑的根据。另一些应用需要简单的跟踪装置，有一种跟踪装置是在收集器的两边装有两个充满氟利昂的圆筒，联结一个双动作液压圆筒所构成的（勃克荷特尔1977）。
太阳发电
生活于第三世界的农村中，有许多必须的事情像泵唧，冷冻，通讯和点灯都要由电来满足。即使靠近在一条溪流上发电的水电站，也需要把电输进乡村小屋中，像这样的科研项目牵涉到复杂的技术并且费用也大。但是在太阳发电的情况下，能够变为电力的太阳辐射非常接近于实用的意义。
电力可由阳光或光生伏特电池产生。一个典型的阳光电池是一片非常薄的片子，它是用掺了很少量像硼（P-型）那样杂质的非常纯的硅而做成的。这种杂质使得晶体用正电荷来导电。把另外的杂质，例如磷，扩散到片子的顶部，以使在该部分以负电荷来导电型）。当光子冲击到电池时，便产生正、负电荷以及有一股电流流动。电子通过片子顶部的金属栅极而被拉出（丹尼尔斯1974）o关于阳光电池的研究，所关心的是降低价格。麦克琪因（1980）对镉-硫-铜硫化物阳光电池提出了一个价格预测为每平方米15美元或者每峰值千瓦250美元，这正接近到竞争的价格（与1958年每峰值千瓦为200,000美元，1977年为10,000美元比较。怀特1979）。
阳光冷却和冷冻
在阳光辐射的所有应用中，冷却是最感兴趣的，因为当阳光照射最密集的时候最需要冷却。在第三世界的农村中居民本身储藏食品以及在城市区里出售食物，都有可能需要使食物冷却与冷冻。在干燥地带可用由粗麻布或毛巾料做成的包装物来蒸发水分而获得冷却。蒸发所要的热量取自容器从而使内部保持冷爽。在形式上它可以像一只菜橱（例如，Coolgardie菜橱）或像一只水袋（史密斯1978）。
太阳能也可用于冷冻循环，冷冻循环包括致冷剂的蒸发与凝结；当致冷剂从液态蒸发时，热量就从冷冻器中抽取出来。另一种变化是吸收- 解吸收循环，在这种循环中一种气体（例如氨）溶解于液体中（例如水）当气体挥发时，热量就抽出来了。太阳能冷冻就采用以氨-水或氨· · 硫代氰酸钠作吸收 - 解吸收循环。对阳光空调则采用溴化锂 - 水系统（丹尼尔斯1974）。
在物理教科书中蒸发冷却作为一个蒸发例子经常被提及，但是不提供完全定量的解释。关于制冰物理学也需要研究（姆丕姆巴和奥斯庞纳1979）。太阳冷冻循环很好地被创建了起来并且采用了与煤油冰箱相同的循环。
阳光蒸馏
第三世界的一个重要必需品是供应足够数量的清净水。饮用污水会使村民患各种疾病，所以从盐水或味道不好的水中获得淡水是必不可少的。也许，对太阳能力最古老而有意识地利用就是当人们让盐水池蒸发以获得盐的那个时候。而到很晚以后才有从盐水或味道不好的水中用受控的蒸发来获取淡水。
在阳光蒸馏器中盐水放于一个黑色水槽中，在它上面有一个可以让太阳辐射穿透的倾斜顶板。被蒸发后的水凝结于斜面顶板上，但由于做成顶板的材料，可以使得水不会滴回到盐水而是在顶板的内边往下流，于是水就在边上被收集起来（劳兰特1967，威利尔和怀特1973）。水的蒸馏对许多发达的国家和产油国也是重要的，并且已经提出了另外的蒸馏方法，而且，由于蒸馏要求使水汽化，因此包含着潜热。也许有可能用扩散、吸收、渗透或离子交换来纯化水，这些方法只需要用较少的能量（索柯洛夫1975）。小的阳光蒸馏器在第三世界具有一个很'重要的作用，因此水的蒸馏性质以及最优蒸馏器设计需要仔细的研究。
风、水和木材
除太阳之外，农村还有其他一些天然能源。这些最重要的能源就是风、河水和木材。
风力
通常将风车划分成两种类型——水平轴型风车和垂直轴型风车。除了风翼个数及其形状以外，水平轴型风车都是极其类似的。但垂直轴型风车可有两种不同类型：Savonius风车犹如对半分开的圆柱体，而且这两半部分可彼此替换；Darrieus链状风车好比打蛋机，并且需要加以启动。大型的转得慢的风车在农村中有多种应用，例如抽水、脱谷、磨粉以及锯木。在发电上则需要转得较快的风车。
简单地说，一股气流用速度v吹到风车上，它使气流减慢下来。这种吹过风翼的气流速度的减慢可用相干因子α来表示。由于减慢气流从风中取得了能量，根据流体动力学，功率由下式所给出
从前采用过这种分析和试验以及误差方法。但是各种各样风车的完整流体动力学至今尚未建立。水平轴型风车极其类似于飞机的推进器，因而在某些情况下，推进的理论可移用于这种风车。但是，垂直轴型风车需要另一种分析。威尔逊、里撒曼（1974）和曼利埃姆（1972），讨论了这种理论分析。最近，工业化国家对风力的研究极感兴趣。第三世界极需收集风的资料以及研究不同场合的最佳设计。
水力
水力比太阳能和风力更优越，这是由于水力是一种连续性能源，虽然它随季节会有规律地起落。上射水轮是最古老利用水力的方法就能达到70%的'效率。水流过水轮的顶部，灌进绕着水轮边缘上的戽斗。像这样水轮转得虽慢，但有相当大力量，最适宜于驱动石磨或者其他重而慢速的设备。下射水轮的效率就不及上射水轮，但是适用于水的源头不够的时候。
发电需要较复杂的水轮透平。有许多不同类型的透平机。Pelton水轮透平是一种转速慢的水轮，因此，必须用于水的源头在20米以上。Banki透平机可适用于水头低至10米的时候。这两种透平都装有一只水轮，它带有绕着其外侧的戽斗或车翼，喷管将高速流水冲向这些痺斗或车翼（Seymour 1976）。对于大型水力发电透平机的性能了解将很清楚，可是，对于小型乡村水力发电，由于环境千差万别；就需要针对现场条件对水轮作出最优化设计。这种水轮对工业革命起过重要作用，而在适应技术中的一些研究成果“重新发展”了较早期的水轮。看来查阅文献应是最好的出发点。
木材
在巴布亚一新几内亚，所消费的能量的37.2%取自木材（巴布亚一新几内亚矿产和能源部1978），由于木材在乡村中有着其他的重要用途，例如房屋建筑，制造园艺工具，造船，需要严格控制木材的使用，以免乡村资源枯竭。因此，炊事所用的木柴要在精心设计的炉内有效地利用。
热量的储藏
太阳能本来是间歇的，因此，如果夜晚或阴天需用能量，就要将太阳能储藏起来。太阳能槽提供一种把热量储藏起来的工具，它还能把热量容易地释放出来。这样太阳能槽是用灌充浓盐水的黑色衬垫构成的。将一层淡水覆在盐卤上，以造成盐浓度的梯度。太阳辐射穿过水而加热槽的黑色底部，因而也加热了盐卤。由于浓盐水比淡水稠密得多，热盐水不会升到表面而被对流将热能损失掉。通常将一个盘管放在浓盐水中而将热能传递出来。以色列曾用此种办法得到低压水蒸气来驱动透平机。
小槽或者模型槽并没有效用，因为槽周围的热能散失相当大。在较大的槽中、底部所吸收的热量并不流失，因为干燥泥土是热的不良导体，而且当槽中的水温下降时，进入底部的热能又重新使用。需要太阳加热数天，才将槽温升到最高温度。一层油膜式塑料覆盖物可减少表面上汽化和对流的能量损失（怀因鲍格尔1964，维斯肯泰和托尔1978）。
通过实验室和野外的实验，我发展了一种模型槽性能的数学模式，将来的探讨将研究更大的模型槽。以及把装有淡水的塑料包放于池底的模型槽作为阳光热水器使用的可能性。另一些研究领域是当太阳辐射通过盐水时的吸收以及最终会破坏盐分梯度的盐水扩散。
电能的储藏
取自太阳或者风的能量能以电能形式储藏起来。要记住并不是所有能量都是一样的；热量是低级能量，而且由于卡诺循环的限制，它不能有效地转换成其他形式的能量，而机械能和电能则能十分有效地转换成其他形式的能量。因此，将取自风车的机械能以电能形式储藏起来，这是极其有益的（森茂尔斯1971）。
蓄电池常常适用于这个目的。二次电池或称蓄电池是以化学能形式来储藏电能的电池。在这类电池里，两根不同材料的电极浸于电解液中。把电流供给外电路之后，电池可由外电源通以电流使之恢复原状，这个电流的方向刚好与电池中流出的相反。只有通过改变电流方向易于进行相反化学作用的电极和电解质才能用于蓄电池（罗莫尔1976）。两种常见的蓄电池就是铅 - 酸蓄电池和镍 - 镉蓄电池。铅 - 酸蓄电池寿命较短，但不太贵。麦克琪因（1980）最近论述了目前蓄电池的发展情况。
机械能和化学能的储藏
把能量以机械方式和化学方式储藏起来是可能的，虽然这种技术目前还不适用第三世界的农村。一种把机械能储藏起来的办法就在于一只旋转的飞轮。必须防止飞轮转得太快以致当材料强度不能提供所需的向心力时造成飞轮溃裂。必须研究飞轮物理学，以确定最优设计以及构件材料。重要的标准是飞轮的每单位质量所储藏的能量（罗莫尔1976）。机械能也能以压缩空气或将水抽到水库来的方式加以储存。对于化学储存，可以用电解把电力转换为可储备起来的氢气，在空气中只要单纯依靠燃烧氢或者利用燃料电池中的氢就可将能量释放出来。（罗莫尔1976）。
灌溉
在本文所讨论的多数议题都与能量有关联。一个极其不同的例子是农业上的蓄水工艺。可在土地中用注满水的多孔罐把水保存起来，水就会以充足的量连续不断地被释放出来，以便作物生长，这个科研项目需要研究各种不同作物达到最佳生长率所需的湿度，以及设计合理放水的多孔罐（麦克海捷尼1976）。
结论
适应于第三世界的各种不同社会经济和环境条件的设计技术，是一个极其伤脑筋的问题。事前不作考虑，不论是复杂的或者简单的方法的单纯转让已经反复失败了。按照定义，所需要的技术是适应技术，但是，说起来容易，做到难，简单技术的转让常导致第三世界人民把适应技术与低等工艺等同起来。
总之，物理原理需要完全建立起来，使对将转移到新的社会和物质环境的含义有恰当的了解。在适应技术中确实有物理学的地位。
〔Physics in Technology，1980年11卷〕