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蒸汽机谁发明的(寂寞的蒸汽机之父)

100次浏览     发布时间:2024-09-18 09:24:39    

公元10年,世界古代史上最伟大的实验家希罗,出生在埃及的亚历山大城。

这个时候的埃及,是罗马的一个行省。

以现代人的眼光来看,希罗很像是一个奇思妙想如同天马行空的当代发明家。

因为他的发明一点都不实用,这些费了老大力气折腾出来的复杂物件,多数都是为了满足他自己的好奇心和想象力。

希罗也受雇于著名的亚历山大里亚图书馆, 虽然他从未把自己的成果整理成文, 但是图书馆似乎保留了他的许多讲义。这些讲义被翻译成阿拉伯语, 后来被西方重新发现。

希罗发明了最早的蒸汽机,或者说,他的发明是个“汽转球”。

汽转球是已知最早以蒸汽转变成动力的机器,汽转球结构是由一个空心的球和一个装有水的密闭锅子,以两个空心管子连接在一起组成。

在锅底加热使水沸腾然后变成水蒸气,再由管子进入到球中,水蒸气会由球体的两旁喷出并使得球体转动。

汽转球蒸汽机是怎样体现出自动化的呢?通过对汽转球原理的分析即可知晓。当我们对装满水的密闭容器进行加热时,通过管道将水蒸气传送到空心球中,通过空心球上两个呈现90度对称的管子向外喷气,使空心球转动起来,这其中没有任何人力的作用。

希罗所发明的汽转球,是有文献记载以来的第一部将蒸汽转化为机械能的机器,它比工业革命蒸汽机的发明早2 000年。

希罗还设计出了自动门和自动车。自动门是通过点火加热,改变一个密封容器的气压,将水压到一个水桶中,水桶的重量拉动两个转轴,达到自动开门的效果。反过来,只要把火灭了,上述操作就会反过来,水桶里面的水被吸回密封容器,大门在另一端的一个重锤的拉动下,缓缓闭合。

当代人看到这里,很容易联想到,如果把汽转球和自动门结合起来,装一个转换开关,就可以发明一个可以随时开关的自动门。

希罗还构思出了一辆“自动车”, 尽管实用性非常有限。原理和自动门有点相似,都是利用重物的重力来产生拉力。绳子缠绕着车轴, 并且系于某个重物上。随着重物坠落, 绳子便会解开, 使得自动车向前移动。通过把绳子依次缠绕在两边的轮子上, 希罗可以让这台机器前进, 并且按照预先定好的路线转弯。

如果希罗多想一步,把汽转球装到车上,人类历史上的第一辆汽车的发明权,也会属于他。

但是希罗好像不在乎实用,他的发明没有明确的方向,纯粹是为了自己的探索乐趣。


他为一座庙宇制作的圣水分配器:当一枚硬币被插入这台机器的狭槽时, 它会顺着通道滚动, 掉在一个盘子上。如果硬币的重量正确(狭槽的形状已经决定了它的尺寸正确), 那么这枚硬币就会让一个天平倾斜, 而盘子会下降, 对面的天平臂便会抬起阀门, 让圣水流进容器里。最后, 盘子的角度会引导硬币滑落, 天平恢复平衡, 水流便中断了。

现在来看,希罗已经发明了投币式自动贩卖机。

希罗还是个高深莫测的数学家,他提出的下列问题,今天还困扰着苦学奥数的莘莘学子:

有4座喷泉和1方大水池,第一座喷泉要花费1个昼夜将水池注满,第二座喷泉要花费2个昼夜将同样的工作做完,第三座喷泉要花费第一座喷泉3倍的时间,第四座喷泉要花费4个昼夜才能将水池注满,现在请告诉我,假如4座喷泉同时喷水,需要花费多长时间将水池注满?

希罗还提出了一个计算三角形面积的公式:“希罗公式”。

三角形面积计算,最直观的方法就是底乘以高,再除以二。

那么,假如一块三角形的土地,中间是个湖泊或丘陵,无法测量三角形的高,如何计算面积呢?

希罗解决了这个问题:

——首先把三条边的长度加起来, 得出三角形周长的一半(s), 然后求出s(s-a)(s-b)(s-c)的平方根, 即为三角形的面积, 其中a、b和c为三角形的三边。

这是平面几何学的重大进展。中国南宋数学家秦九韶也在1200年后发现了同样的公式,称之为三斜求积术。

希罗所掌握的物理的和技术,足以同18世纪那些发动了工业革命的发明家相媲美。

我们不禁要问,为什么希罗没有做出与他们类似的工作,为什么他只是制造了一些没有太多实际功用的工具?为什么没有人接着他的工作继续往下拓展?

答案或许只有一个:

因为像希罗这样的人,在他的时代,还是太少太少了。