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第20章 世界趣味发明故事(5)

降落伞

传说中国上古时代,有个叫舜的人,幼年失去了母亲,父亲瞽叟娶了后妻并生下另一个儿子。此后,瞽叟偏爱后妻生的儿子而不喜欢舜,甚至想杀害舜。一天,瞽叟让舜去修粮仓。当舜爬到粮仓上时,瞽叟就放火烧粮仓,想烧死舜。粮仓的火势越来越猛,情急之下,舜将两顶斗箩牢牢抓在手上,然后像小鸟展翅一样,从粮仓上飘然而下。意外的是,他竟毫发无伤。尽管这只是一则传说,但它表明中国早在4000多年前,就对降落伞有过尝试了。

在中国的明朝时期,一些艺人创造了一个新的表演节目——跳伞。演员站在很高的塔台上,手握张开的特制雨伞往下跳,以博取观众喝彩。这种表演后来传到欧洲,被欧洲人改进,他们利用绸制的“翅膀”,从教堂上、宫殿或塔上往下跳,进行杂技表演。

而试图凭借空气阻力使人从空中安全着陆的设想,首先是由意大利文艺复兴时代的巨匠达·芬奇加以具体化的。他设计了一种用布制成的四方尖顶天盖,人可以吊在下面从空中下降。这可以说是人类历史上初次尝试设计的降落伞。

第一个在空中利用降落伞的是法国飞船驾驶员布兰查德。1785年,他从停留在空中的气球上放下一顶降落伞。降落伞吊着一只筐子,筐子里面放着一只狗。最后狗顺利地着地。接着在1793年,他本人从气球上用降落伞下降,可是他在着地时摔坏了腿。这一年,他正式提出了从空中降落的报告。

当时的法国上流社会热衷于科学试验与探险活动,此时社会公众关注的热点是热气球升空试验。另外一个飞船驾驶员加纳林也做了类似于布兰查德的试验:让气球把人带到高空,再跳伞降落下来。他仿照当时的阳伞制作了一把硕大的伞,用肋状物撑开,伞下系着一个小吊篮。他将站在吊篮里降下——因为他清楚地知道,在高空中自己会无力用手抓住这样的一顶大伞。

1797年10月22日,在巴黎的莱蒙公园上空,一只氢气球将加纳林带到了800米的高空。然后,加纳林一拉系在气球上的释放绳,他和降落伞便离开了气球,缓缓下降。至少有数万人在场观看,为他欢呼喝彩,是这位英雄开创了人类从天而降的历史。

但是,此时在吊篮里的加纳林却没有半点成功的喜悦。由于降落伞的中心没有排气孔,鼓足了的空气只能从伞侧逸出,这顶大伞被弄得晃来荡去,摇摆得很厉害。等这位首次跳伞的英雄落到地面时,他趴在吊篮上呕吐不止,根本无法接受蜂拥而至的人群的祝贺。

19世纪时,跳伞几乎成了航空表演中一个不可缺少的节目。放飞气球时,气球下常带有一个吊架,降落伞松弛地系在吊架上,跳伞者被绑坐在吊架上。等气球升到高空以后,跳伞者便解开降落伞,跳下吊架。此时的降落伞已经改进,顶部开了导流孔,能够控制下落的方向,跳伞表演变得越来越自如和安全了。

飞机

威尔伯?莱特和奥维尔?莱特的父亲是一位主教,住在美国俄亥俄州的代顿。兄弟俩在经营自行车工厂时所获得的金钱和技术,使他们能够开始自己的航空工作。莱特兄弟从少年时代起就喜爱飞行,威尔伯先迈出了第一步,他写信给史密森博物馆索取有关书籍和文章,后来奥维尔也变得像威尔伯那样热衷于飞行。莱特兄弟既是先驱者又是出色的商人,他们首先为其设计提出了专利申请,并在1906年得到了专利权。

像鸟儿一样在天空飞翔,自古以来就是人类的梦想。为了它的实现,人们付出了多年坚持不懈的努力,甚至许多先驱者为此付出了生命的代价。1903年12月14日,莱特兄弟驾驶“飞行者”1号在美国北卡罗莱纳州基蒂霍克的一片沙丘上起飞了。这架被叫做“飞行者”1号的飞机,翼展为13.2米,升降舵在前,方向舵在后,两副两叶推进的螺旋桨由链条传动,着陆装置为滑橇式,并且装有一台70千克重、功率为8.8千瓦的四缸发动机。

但结果并不理想,飞机才升到1米高就出现了故障。真正的奇迹诞生在3天后。12月17日这天,莱特兄弟一共进行了4次飞行。最长的一次是由威尔伯·莱特驾机在空中停留了59秒,飞行了260米。这是人类历史上第一次有动力、持续的、可操纵的飞行,在世界飞行史上留下了光辉的一页。

人们对飞行奥秘的探索并没有停止,继莱特兄弟之后,越来越多的人投身到这一创造性的事业中,越来越多的新式飞机被研制出来,应用到了莱特兄弟的飞机广泛的领域当中。

磁悬浮列车

从轮子发明的那一天起,所有的车辆采用的都是车轮与地面或钢轨的摩擦使车辆向前运动的方式,当摩擦力足以毁坏车轮或钢轨时,列车的速度就达到了极限。如果想要获得更高的速度,就得尝试通过克服车轮与钢轨之间的摩擦力来提高车速。磁悬浮列车正是克服了这种摩擦力才达到了常规无法达到的速度。

磁悬浮列车能飞驰在轨道面上,主要归功于超导新技术。1911年,荷兰物理学家昂内斯将水银冷却到零下40℃,使它凝固为一条线,并对它通以电流。当温度降至零下268.9℃时,昂内斯发现水银中的电阻突然消失了。后来,人们把这种电阻突然消失的现象叫做超导现象。在温度和磁场都小于一定数值的条件下,导电材料的电阻和内部磁感应强度都突然变为零,这种特殊的导电状态就称为超导态,在很低的温度下呈现超导态的导体就是超导体。

1933年,迈斯纳和奥森费尔德通过进一步的研究发现,金属处在超导态时其内部磁感应强度为零,即能把原来在其体内的磁场排挤出去,也就是说,在超导体内,根本不会发现任何磁场。即使原来导体中有磁场存在,一旦变为超导体以后,磁场就统统被排斥在超导体之外。正是由于超导体的抗磁性,会对磁铁产生一个向上的排斥力,这种排斥力使列车行驶时不与铁轨直接接触,人们开始研制的磁悬浮列车就是利用磁极同性相斥的原理,将超导磁体安装在列车底部,再在轨道上铺设连续的良导体薄板。电流从超导体中流过时,产生磁场,形成一种向下的推力,当推力与车辆重力平衡时,车辆就可悬浮在轨道上方一定的高度了。

磁悬浮列车与目前的高速列车相比,具有许多无可比拟的优点。它可靠性能好,维修简便,最主要的是它的能源消耗极低,不排放废气,无污染。磁悬浮列车集计算机、微电子感应、自动控制等高新技术于一体,是目前人类最理想的绿色交通工具。

玻璃

玻璃到底诞生于何时,连考古学家也说不准,但可以肯定的是,在古埃及和美索不达米亚,玻璃已为人们所熟悉。

中世纪时期,意大利的威尼斯是玻璃制造业的中心。威尼斯玻璃制品样式新颖,别具一格,因而畅销全欧洲乃至世界各地。威尼斯玻璃业有800多年的历史,15世纪到17世纪为鼎盛时期。当时,威尼斯玻璃艺术品跃居世界之冠。但威尼斯玻璃制造工艺的秘密,很快传到了法国、德国、英国,到17世纪时,玻璃厂已经遍及世界许多地区了。

最古老的平板玻璃的制作是把熔化的玻璃注入内部平整的泥模中使其冷却,然后再磨光和抛光其表面。直到20世纪,这种生产工艺仍在沿用。

但是回顾平板玻璃的历史,我们仍然会被先辈们的智慧所折服。

早在14世纪,人们就会使用铁管吹玻璃泡来制造小玻璃板。在吹玻璃泡时,工匠们一边吹一边尽可能快地旋转铁管,玻璃泡在离心力的作用下向外扩展,形成表面较为平整的大圆盘,然后从玻璃与铁管的接口处切断,让其冷却成圆形的玻璃板。

由于圆形的玻璃板不容易固定,后来,人们又采用一种新的方法生产方形的玻璃板,工匠们把吹制成圆柱形的玻璃管从中间切开,展平后让其自然冷却,这样,一块方形玻璃板便制成了。随着生产力的不断发展,平板玻璃的制作工艺也日趋成熟。

1947年,玻璃的制作工艺依然很复杂。要生产像橱窗、车窗和镜子这一类高质量的玻璃,就必须以磨光的玻璃板为原料。这种玻璃是把从熔炉里流出来的熔融玻璃,碾压成一条连续不断的带子,由于带子的表面跟碾压机是平行的,因而不会留下印记。但是这种带子的两面都必须磨光,就意味着将会产生大量的玻璃废屑和花费很多的钱。

为了改变现状,英国科学家皮尔金顿冥思苦想,1952年他有了让玻璃的熔液浮在一种天然平滑的液体表面的想法,接着,他花了7年的时间和700万英镑研究出一种新型的玻璃——浮法玻璃。

浮法玻璃是这样加工的:把熔化的玻璃从熔炉里抽出来,使其成为一条连续的玻璃带,让其浮在盛满锡溶液的池子表面。由于锡的分子结构比玻璃紧密,因此,锡溶液能在相当长的时间内保持很高的温度,使浮在其表面的玻璃上凹凸不平的部分熔化,这样,玻璃板就变得又光又平。

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