书城科普发明简史:听房龙讲发明的故事
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第5章 从脚踏实地到飞上蓝天

诗人可以高歌“脚步轻盈”(在《罗密欧与朱丽叶》中,莎士比亚就是这么说的),不过对四足动物和两足动物而言,脚是用来承受伤痛的。尖利的石头或者荆棘给它们带来了极大的痛苦,它们无可奈何地承受着飞奔、小跑、跳跃、旋转等重担,将主人送到安全的地方,最容易受到伤害的部位永远是脚。所以,人们一旦发觉自己告别了动物行列,便为提高和扩展他那缓慢且沉重的后腿力量绞尽脑汁,而且将其中的一部分任务分给适合助人的替代物,但是在这之前,这无数项任务都是由承受疼痛的脚底板独立完成的。

当然,最开始,人们总是从容不迫的,直到后来才有了“时间”观念。原始人仅仅是发现了几个显而易见的事实。他们知道白天过去便是黑夜,黑夜过去便是白天。一段暖和潮湿的天气后,便会迎来一段寒冷干燥的天气。

不过,现代的时间概念与有形的物质大同小异,能够转化为可以确定定义的劳动量,但以盈亏的标准来衡量,劳动量便有了新的定义。什么?!这在15000年前的人眼中是个天大的笑话。丛林居民听到爱因斯坦的理论时,反应与石器时代的人学习如何用手表和洋流图是一模一样的,都是一脸的惊讶和疑惑。

所以,只有当被敌人追赶的时候,速度这个因素才会进入我们最早的祖先的考虑范围。可是哪怕爪哇直立猿人有了后背,如果没有双脚,这个后背也无法被支撑起来。

对他而言,关键的并不是从一个地方到另一个地方花了多长时间。最关键(非常关键)的是他是怎么使用自己的,他脚底板水泡的数量,他蹚过的河流的数量,他腿上被隐蔽在草丛里的荆棘割裂的口子的数量。

所以,寻找强化了的脚和寻找强化了的手差不多是一起开始的,并且从总体来看,前者取得了更大的成就。因为就算是一些最低等的动物也明白,完全可以让别的动物来做自己不想做的事情。以它们聪明的榜样——人类为例,人类在自己进化的早期,就开始驱使同为哺乳动物的其他动物,用它们的脚把自己的脚解放出来。

在第一批屈服者中,就有马的身影。一个人只要坐在了一匹马宽阔的背上,就可以轻松地用最少的力气完成一次远行。当然了,只有技艺高超的人才能掌控好这些动物。假如普通人想要从一个地方去往另一个地方,还想让自己的脖子不受伤害,步行才是最好的选择。

只要人生活得像野兽一样,个人财产寥寥无几,那么步行比想象中简单。但是,只要人的文明达到了一定程度,攒足了一些日常用品,他就会受到财产的役使,无论去往何方都要背上这些东西。不久后他便发现,一个人背的东西远不如拉的东西多,并且背东西太费力气。确认了这件事后,牵引的问题就发生了翻天覆地的变化。在很久之前,整个地球上都看不到路,可是面对冰川时期一望无际的雪原,人们发明了雪橇。雪橇是由几根光滑的木头组成的,人或者驯鹿在前面拉。

过了一段时间,人们在光滑的木板上装上了滑板。起初,用来做滑板的材料是骨头,随着铁的普及,骨头就被弃之不用了。后来,钢制的滑板又取代了铁制滑板。不过相比人类使用的其他机器,雪橇留存的史前形状的时间要长很多。就算是在轮子问世后,雪橇也没有改变。到了17至18世纪,雪橇也依然是大商业中心搬运工作的主力。因为轮子价格昂贵,哪怕是杀死几匹壮实的马也比去车匠那儿做一辆货车划算。

人们用来纪念车轮发明者的雕像在哪里?

他给予了人类很大的恩惠,可是没有人记住他。

当然,从我们的角度来看,他做的事情算不上复杂。难道以前有一段时间,圆木盘中所隐含的搬运潜力被人们忽视了吗?

是的,事实就是这样!这样的时期的确存在,并且还有一大群人在地球上生活了几千年都不知道有车轮的存在。我们美国的印第安人就对车轮知之甚少。他们看到西班牙征服者的四轮马车十分稀奇,和看到大口径短枪一样感到惊讶。但是美洲的印第安人不是笨蛋,与欧洲同时代的人相比,他们的头脑并不逊色。他们在数学领域有杰出成就。他们在天文学方面的造诣也是埃及人和希腊人无法企及的。可是他们从来没有考虑过要给自己制造一个轮子,可能这就是他们落后并在以后必然会臣服于东方人的一个原因。

据说,历史最为悠久的车轮收藏在我们的博物馆里,人们是在已故的埃及统治者的坟墓里发现它们的。在巴比伦的雕塑中,我们可以看到长须的君王驾驶着完备的小型人力车猎狮的场面。荷马对国王们了解多少,就对轮车了解多少。《圣经》中的车辆并不认同尘世的大道,一飞冲天,直达伊甸园最顶端。事实上,古代历史中充斥着很多关于喷火车、天堂之车的传说。无论何时,人们都会把神描述成一位英勇的、驾驶着黄金马车的车手,与太阳竞争,或者偷走月亮,或者做一些离开马匹和轮子就无法完成的富有技巧的事情,以此来表达对他们的敬意。

最早的车是最让人满意的移动工具吗?我们对此持怀疑态度。人们将车作为移动工具只有两种情况:生病或者是年迈的时候。在可能的情况下,他们优先考虑的都是骑马或者骡子。随着罗马的衰落与灭亡,车也逐渐被人忽略了。在那个时代,你再也看不到供车行驶的道路了,车自然而然也就没有了用武之地。车摇身一变成了罕见的、价值不菲的奢侈品,类似于私人游艇或者专用列车。最后,在欧洲的很多地方都见不到它们的身影了。直到16世纪,经由陆地的贸易开始复苏,就迫切需要效率更高的运输方法。于是,历史悠久的罗马货车重出江湖,奔走在欧洲的大路上;在瑞士的羊肠小道上,再也听不见中世纪的公共运输者“驮马”的铃铛声了。但是,轰隆隆的货车将香料和纺织品从东方运到西方没多久,我们就发现人们正在竭尽全力地让自己不再过度依赖耐力强、态度好的驴子和骡子。恰在此时,备受奴役的奴隶们划桨推动的船只被淘汰了,取而代之的是帆船。乐善好施的风正在水面上做着令人钦佩的事情。能否在干燥的陆地上也试试呢?

一个机智的弗莱芒人萌发了一个念头:将船和车结合起来。受到这个念头的驱使,他在自己的四轮车上挂起了一张帆。这种做法见效很大,这种结合也非常成功,唯一的缺陷是只能沿着一个方向走,不能转帆掉头。就这样,这种装置和尝试着用人力来转动车轮——这种尝试也毫无用处——一起被淘汰了。

不过,他们的失败只被人们遗忘了几百年。最终有人想出了一个办法,看看是否能够用“强化手”来移动“强化脚”。两者的第一次结合为另一种强化手——被大众熟知的加农炮——的出现创造了机会。这并不是一件值得高兴的事儿,不过事实如此,无法隐瞒。

1769年,法国人屈尼奥驾驶着由蒸汽驱动的车奔驰在凡尔赛的道路上。这辆蒸汽车是法国战争部定制的,其目的是看看蒸汽是否可以取代马匹搬运枪炮。这辆车的独特之处在于,它有三个轮子,而现在的车通常都是两个或者四个轮子。在不平整的马路上行驶时,它的时速只有四千米。

如果发明者能让这辆车一直行驶在路上,那绝对是一个成功之举。不过这辆车经常歪到田野中,刹车也不太好用,所以这次试验以失败而告终。于是这个项目被放弃了,那辆火力车也被人们抛诸脑后。

这次失败也许是建造机器的工程师造成的,他的设计存在不足,再者也许是因为普通军人通常对一切新的观点都有深深的敌意。法国炮兵专家就宣布不认可这种机器,这种场面与50年后意大利雇佣兵队长波拿巴讥讽用蒸汽船跨越英吉利海峡的场面一模一样。以此类推,75年后,美国陆军部反对在野战医院里使用麻醉药,并说氯仿不但没有效果,还很不安全。

毫无疑问,不用马的四轮马车刚一问世,萨姆·韦勒[1]家的人就骚动起来,并登上华丽的马车当众责难说,人依赖蒸汽旅行的想法没有考虑神的旨意,是对神的藐视,这样不利于庄稼的生长,还会造成最后没有人养马,进而使整个帝国土崩瓦解。

天生的发明家就好比是天生的画家或者天生的作曲家。在不知情的人看来,这些好人作曲、绘画、发明或者组织托拉斯是因为他们想这么做,而实际情况呢?不过是他们控制不了自己想要这么做的欲望。他们血液里流淌的就是这种东西。他们是受到了某种无可救药的神圣好奇心的影响。从他们的角度看,生存是可有可无的,可是发明、作曲或者绘画是必不可少的——如果阻止他们这么做,他们就会因为纯粹的不满或者坐立不安而失去生命。

不管什么时候,当一个新的想法出现时,98%的人都会嗤之以鼻。他们还会写信给报纸,督促编辑们通过自己强大的影响力规劝那些狂妄的飞行员、北极探险者、萨克斯管演奏者之类的人,不能让民族的下一代受到他们的负面影响。

值得庆幸的是,还有2%的人对同胞们的伟大举动无动于衷,因为不管什么时间,他们拿到报纸后的第一个动作就是将其放到炉子里,以此来取暖。就算是某个爱国组织的妇女们哭着哀求他不要这么做,他也会置之不理。因为他们中大多数人都比较疯狂。这样其实也没关系。太过聪明的人,会让自己尝试那些智慧的先驱们所经历的艰难险阻吗?肯定不会。假如整个世界充斥着平庸的人,那么我们现在还在树上生活,凭借卷曲的尾巴在树枝之间来回晃荡。

我之所以要在这里进行这次小小的辩论,仅仅是出于公平的目的,因为我马上就要介绍另一种“强化脚”的发明,与所有东西相比,它所遭受的打击是最长久、最残酷的,它就是奔驰在轨道上的火车。

人们一直认为这种“铁马”的发明者是理查德·特雷维斯科、威廉·赫德利和乔治·史蒂芬逊。他们所处的时代,人们以吸鼻烟为时尚,交通缓慢有序,讲究体面。对他们而言,他们的热情与这个由正派的基督徒组成的国家格格不入。

现如今,他们三个在这个世间都有雕像。不过当他们还活着的时候,人们采用不同的方式来“尊重”他们,有嘘声,有白菜帮子。国会甚至通过议案,不允许他们用那糟糕的设计来打破田庄的恬静。当国会议案效果不佳时,学富五车的教授们便会组成委员会,(凭借不计其数的图纸和统计数据)预言说,蒸汽牵引的想法绝对不会成功,在这方面投资相当于将大把的钱往泰晤士河里扔。终于,第一条铁轨完工了。史蒂芬逊用十几年的时间来争辩,只为了让他的上司同意给蒸汽机装上轮子,便于移动,而不是把蒸汽机放置在路的一端一动不动,只用一大堆繁杂的绳子来回拉动车厢。那时已经是1825年了。

一直以来,人们都想通过让“内脏”有规律地爆炸来推动机器。希腊人曾经也在这种替代手方面有所研究,不过他们还是没有制造出这样的机器。关键在于他们对此知之甚少。他们的头脑是充满智慧的,但是他们的科学知识非常缺乏,所以他们成了古代世界最伟大的“猜测家”,大到治国之道,小到汽车的每件事情,他们“猜”得几乎没有误差。

希腊人之后,忠诚的中世纪市民步其后尘,只要同意他们有信仰,即便不让他们“求知”或“猜测”都可以。经过多年的尝试,一个无法改变的事实终于让他们醒悟了:因为他们过于依赖来世的快乐,导致现世变成了一个让人痛苦的地狱。于是希腊祖先重新开始了没有完成的工作,人们再次将内燃机搬出阁楼,开始进行认真的研究。

荷兰物理学家惠更斯想制造一种以微量的火药为推动力的机器。正当他孜孜不倦地研究各种炸药的时候,瑞典王室突然购买了一辆“以机械装置为动力”的车(个中细节我们不得而知),它是纽伦堡的一个钟表匠制造的。因为当时的路况较差,所以这辆车的速度算快的了,时速可以达到1.5公里,还能持续地走下去。几年后,发现了“万有引力”定律的大科学家牛顿也在竭尽全力地研发一种与火箭动力原理类似的车。

19世纪中期,现代意义的汽车问世了,当时的人们对提炼过的石油的爆发性已经有了清晰的了解。1870年,普法战争爆发,法国和德国在这方面的研究不得不暂时告一段落。但是,在战争结束之后,这种不需要马和蒸汽,只靠“内燃发动机”提供动力的车就出现在了欧洲的大路上。

它很快成了众矢之的。铁路公司表示,这些公路上的冒失鬼会危害公共安全,并加以谴责,似乎已经将自己之前的遭遇忘得一干二净。市民们也大声疾呼,说它影响了自己行走的权利。国会还是像之前那样高调办事,以法律的方法逼迫车主在车前配备手拿灯笼或者红旗的护卫。

这些强化脚功能的发明引发了一场关于社会体系的巨大变革。自从詹姆斯·瓦特获得改良蒸汽机专利的那一天,变革就拉开了帷幕。以往的距离观念分崩离析,地球至少被“缩小”了五分之三,人们对“速度”这个概念有了新的定义,认为脚是最令人失望的运输工具,人好比是长着大脑的蜗牛,速度太过缓慢。在汽车和火车机车问世之前,人的双脚就是仅有的衡量速度的标准(最多再加上骨质或钢制滑板的冰鞋),而脚产生的效果的确不值一提。我们花了几十年的时间成了生物队伍中的领头羊。速度如此之快,有时候连我们自己都不知道去往何方,不过无论如何,我们都不会再原地踏步了。

但陆地上发生的事情很快就在水上也发生了。人从本质上来说是一种陆栖动物,可是受饥饿和贪婪心(有时候是好奇心)驱使,他只能在水上待较长的时间。

假如要缩短从一个地方到达另一个地方的距离,路上还要越过一条小河或者小溪,前面我们提到的各种脚的替代物便成了摆设。假如河水不深,人要么蹚过去,要么骑马过去。可是因为旅行者必须再次装卸所带的东西,所以这个过程非常浪费时间。接下来就应该考虑,如何在不弄湿脚的情况下到河对岸去。

于是产生了桥。

横在峡谷上的一棵枯树成了第一座桥,人们把朝上的那面修理平整,就能走过去。不过树的长度是确定的,河的宽度却不能确定,并且车、马也无法从这些摇摇晃晃的狭窄通道上通过,即便是人也经常出现从桥上坠落河中淹死的情况。

最后化解这个难题的是罗马人。埃及和巴比伦的工程师并不比罗马的工程师笨,只不过邻近的河流都是大江大河,如同海洋一样广阔,他们从来没有考虑过要征服那些河流。并且这些人统治的地方较小,根本不需要到达另一个地方的快捷方式。

罗马人掌管的国土面积有几十万平方英里,但是所统领的士兵数量并不多。所以就需要道路和桥梁,才能快速地将士兵从国土的这端送到那端。他们修建的桥梁的主要用途是军用,几乎不做商业用途。直到中世纪后半期,建筑师和工程师才把目光投向了罗马建筑的遗迹,而且为了满足当时的使用需求,修复了其中的一部分。

现如今,商业压力越来越大,目的再好的悬浮公路也应付不了迅速从一个城市到另一个城市的交通事务。于是桥(脚)成了穿过河底的坑道,从河床一端进去,从另一端出来,还能让平稳的商业交易正常进行。

关于自然界较小的水面障碍的叙述到此结束。不过还有大海,大海比想象中难征服,它带来了许多难题。当然,人可以像鱼或者海豹那样游泳,可是人待在水里的时间不能太长。发明一种崭新的东西来作为“水上的脚”使用刻不容缓。动物遇到洪水时,为了保证自身的安全,会抓住枯树的枝干,也许第一艘船就是从中受到了启发。不过这种木头船不好控制,只要遇到一点障碍就会翻船。不过人们使用阴燃火和石制刮蹭器掏掉木头中间的部分,将其做成规整的长条状,再用一根长木棒来推动。在多年的试验后,某一天,史前的人们听说有人驾驶一叶扁舟穿越了英吉利海峡,感到十分震撼。从某种意义上来说,这个人简直比林白还要伟大,至少也是同样重要。

之后我们迎来了一个重要的时刻(这是人类历史上最伟大的时刻之一),一位勇敢的水手在一根木头上挂了一张兽皮,并将这根木头横着放在另一根木头上,竖在船头上,自豪地乘着风前往目的地。当他乘坐这种海上“灰犬长途汽车”渡过英吉利海峡时,两岸的人们都以为,黄金时代指日可待,人类的创造性很难有大的突破了。

但是,事情才刚刚开始。因为现在人手是用来帮助人脚的。人们发明的桨,产生了巨大的效果。人们见到桨在河里把水分开,就说桨在犁开水面前进。这使得海上航行的安全系数提高了很多。水手不再像以前那样对风顾虑重重。假如一个人雇好奴隶划桨,就能够非常精确地计算出到达某个港口的时间。

船桨出现之后,船舵又出现了,不过是在第一艘船出现了几千年后才有了舵。舵出现的时候,船头和船尾是一模一样的,整艘船犹如浮在水上的方盒子。船头和船尾都有一个舵。这些舵的功能与独木舟上桨的功能大同小异,唯一的差别就是个头大一点。当船的速度提高后,船的形状也与之前有所差异,前舵就被弃用了,舵也被放到了船尾末端,并一直沿用到现在。

差不多在这个时期,航海技术也有所改变,只是因为出现了一个简单的装置,即众所周知的“锚”,希腊语中解释为“钩子”。

希腊人和罗马人对白雪皑皑的阿尔卑斯山和色雷斯山有多畏惧,就对大海有多痛恨。他们从不远航,保证教堂尖顶从不消失在他们视野中。黑夜来临时,他们将船拖到岸边,在陆地上休息。夜晚他们采用的导航方式是根据星星来确定航线,这也表明他们除了采用这种速度慢、成本高的航行方式外别无选择。假如夜晚没有星星为他们导航,他们就只能在水上过夜,一旦如此,谁都不知道会发生什么。

锚是一块沉重的大石头,它被绑在很长的绳子上,就像是一只手,从甲板上伸到海底,它克服了刚才所说的困难。它让船只停留在合适的位置上,这种方式能让人们远航。

它被看作是作用巨大的“强化手”,在多种宗教眼中,它就是安全的象征。

现在,水手们已经具备了航行所需的所有条件。可是大雾会让他们没有方向感,假如晚上没有星星,他们便会非常绝望。13世纪上半叶引进的指南针(天知道它是怎么来的)成了他们的救星。在这之后,船只想要去天涯海角都不成问题。假如船长的船技高超,假如船主在定做船只的时候没有偷工减料,假如天气比较好,假如地图没有误差,这些早期的平底船通常都能够抵达目的地。不管是帆船还是平底大船,哪怕是技艺最为高超的航海家驾驶,都不能说完全没有问题。

遭遇逆风,就会出现很多麻烦。

遭遇一场暴风雨,一半的船桨就会丢失。

所以,航海的问题就可以归结为一个问题,如何让这漂浮在水上的脚可以不再依赖风和人手。

有人尝试把能够用人脚蹬的桨轮装在船的两侧,不过都以失败告终。当詹姆斯·瓦特的“强化手”得到改善后,船舱内就出现了一台蒸汽机作为转动桨轮的动力。大多数人都以为发明者是富尔顿。不过在富尔顿之前,好几个人就开始研究“火船”了。年轻富有活力的富尔顿是一名画家,也为推动蒸汽航海事业做出了很大贡献。拿破仑战争爆发后的几年里,蒸汽机船定期往返于英国和欧洲大陆之间。1838年,连接美国和欧洲的汽船也开通了,两个星期的时间就可以走完全程,但在这之前航行时间一般为三个星期或者三个月。

30年后,大洋赛出现了,“强化脚”在水上克服了距离问题,就像在陆地上做的那样。现在,就只有天空没被征服了。

最早的时候,飞鸟是人类艳羡的对象。鸟儿自由自在,让人艳羡也是情理之中的。飞鸟无须道路和桥梁。在它们眼中,河流和海洋都不是阻碍。根据季节的变化,它们还会南北迁徙,不受寒冬和酷暑的影响。所以,自人类产生后,人们便通过某种方式模仿鸟类。历史记载,4000年前就有风筝了。

神话传说中的所有神仙都可以在天空中自由翱翔,这也是人类渴望飞翔的有力证据。

但是,人类在这方面没有任何进步。中世纪后半期,我们的老朋友列奥纳多·达·芬奇又开始致力于用翅膀代替脚的问题。他甚至还制造了一些飞行器,它们在纸上很美观,但是实验时根本都飞不起来。

现在,我们知道列奥纳多为什么会失败了,单单考虑他那些人造鸟,是没有任何问题的,可是人手的力量并不能为那些巨大的风筝提供足够的动力。只有当人手的力量比16世纪时人手的力量大1000倍时,它们才能飞起来,要不然根本没有任何效果。

但是,人们还是很痴迷于这个问题。18世纪后半期,法国的几个造纸商将一批包装纸用纽扣扣在一起,做成气球,给里面装满热空气,并让这个热气球升入空中,让人瞠目结舌。当气球从天上落下来的时候,这群人全都涌了上来,攻击这个偌大的东西,不断地用叉子戳它。不过现在,在空中飞翔的人类还是不能掌控自己前进的方向。

假如是顺风的话,人们有时可以乘坐气球从一个国家飞往另一个国家,就连跨越英吉利海峡都不是难事。不过只要到了法国或者是大不列颠,他几乎没有什么方法能将自己送回来时的地方了。

滑翔机就像是中国的风筝,非常古老,大约在50年前,人们才开始进行科学研究,那时蒸汽机船和火车发展到了巅峰阶段,人类又开始进攻天空。

19世纪70~80年代,人类用类似于鸟一样的新东西,能够在空中滑行一段时间。不过一阵狂风来袭,就会将滑翔机里的人的脖子折断。另外,滑翔机启动困难,而想让它在事先设定的地点降落更是难上加难。直到那些“强化手”——发动机——的制造商将它们的产品变得既迷你又可靠,几乎零风险,既不会突然熄火也不会突然掉到下面的田野里。

所以,由此看来莱特兄弟是第一个征服天空的。他们只飞行了59秒,不过完成了这件事儿,剩下的事儿就没那么难了。

不久后,人们开始了跨越海峡的旅程,当布莱里欧完成了从加莱到多佛的飞行时,全世界的人们才开始相信,人类将天空和距离这两个敌人打败了,地球上的人类就像相亲相爱的一家人,会一直过着和平和幸福的生活。

来回飞行的齐柏林飞艇在英吉利海峡上空发出呜呜的声音,运输的货物都是能要人命的炸药和毒气。这再次警示我们人脚和人手没有差别,既可以做善事也可以做恶事。人类在进步的征途中不可避免会有很多奇怪的弯路,其中有一些弯路经过墓地。

“强化脚”的未来是否是一种改良了的方式,我们至今还对此一无所知,它到底能不能让我们摆脱这个如牢笼般的星球的束缚,说实话,我也不敢妄言。不过现在还在限制的范围内。也许,我们需要对万有引力定律进行更深层的了解,我们必须去探索离我们最近的恒星。可是,当我们知道在短暂的100年时间内,人的手和脚的能力能够得到神奇的强化的方法,我们就应该充满希望,坚信我们的一生不会只待在这片尘土上。

有一点请铭记:之前的50年里,貌似我们走了很长一段路,可是在使用我们的大脑方面,我们还是非常生疏。此外,很多人的勇气与他们坚定的信念不成正比。

不过需要给他们时间。

注释:

[1]马车夫。