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日行千里

 赵数理 2023-04-13 发布于上海

本篇为本公众号《改变世界》轻科普系列第三篇《日行千里》,欢迎拍砖。

别忘了文末点个“在看”哦!

上了两天周末课,嗓子有点别扭。文末有精彩视频哦)

朝辞白帝彩云间,千里江陵一日还。

有好事者发问,唐朝的交通真的可以做到“千里江陵一日还”吗?

其实吧,李白的诗,大家都懂的,喜欢没边际的夸张,极其豪迈。

飞流直下三千尺,疑是银河落九天。

显然没有求证真伪的必要。

生活中类似现场也很多啊。

朋友借了你的钱,“借你三千两日还”。

两日?两月能还的就属于靠谱。

上一篇《千里通信》已经讲过,古代所谓的千里马大概是不靠谱的。

开启日行千里(现代度量衡)这场革命,应该从火车说起。

史蒂文森(George  Stephenson又译为 史蒂芬孙或史蒂芬逊或史蒂芬森)(以下统称史先生吧)是公认的火车发明者。

照例,我们先了解一下历史背景和前人已有的研究。

18世纪后半叶,蒸汽机的发明和应用引燃了工业革命,生产力水平极大地提高。

卓越工程师瓦特(为首的一群人),觉得蒸汽机体积太大,重量太重。

于是他大喝一声,“小一点,轻一点;再小一点,再轻一点”。

于是,体积较小、重量较轻、功能更完善的改良蒸汽机发明了。

大有大的好处,小有小的方便。

于是有人想到,用蒸汽机提供动力,牵引车厢前进。

1801年,特里维西克(Trevithick Richard)发明了世界上第一个火车头。

要知道,古代的马车是没有方向盘的,都是靠人和马的“交流”来调整路线和拐弯。

所以现在司空见惯的方向盘这个东西,古人是没有概念的。

这第一个火车头,就没有方向盘。

咣当咣当,拖着几个车厢走了没多远,掉沟里了。

过了几年,这哥们又进行了改进,不是没法控制方向吗?

我给车轮安装固定的轨道。就让车沿着轨道走,就不会出错了。

当然他也不是说多么伟大的心灵,立志为人类做什么贡献,有这方面但不全是。

至少他发明轨道机车,是为了获利。

搭建一个圆形轨道,买票,让人们坐在车里转圈,很像现在游乐场的小火车。

结果,生铁做的轨道太脆,没多久轨道都断裂了。

于是特里维西克觉得火车太难了,是个赔本的买卖,就放弃了,转身去研究固定蒸汽机的改良了。

自学成才的煤矿工人史先生来了。

这位仁兄显然是励志青年的模范,出生工人家庭,没接受什么正规教育。

白天挖煤,晚上想各种办法学习,从不玩手机。

甚至还给人擦过皮鞋赚外快。

1810年他开始了火车的研究,其实那个时候还不叫火车,应该就叫蒸汽机车。

火车有三大部分关键,动力部分——火车头,传动转制——车轮及连杆,还有铁轨。

史先生学习了成吉思汗的战略,各个击破。

对蒸汽机的阀门、车轮的连杆进行改进,用更坚固的材料做铁轨。

1814年,世界第一辆正常行驶的载重火车诞生了,它拉着八节车厢、载重30吨以时速4英里(约6.5公里)风驰电掣地奔跑了起来。(跟成年人较快的步行差不多)。由于锅炉的烟囱里冒出滚滚浓烟还时不时地冒火,叫“烟车”不太好听,于是人们称之为“火车”。

显然,史先生最先发明的火车远远达不到“日行千里”。但达到这个目标的时间不会太久。

那个时候有很多人都在搞火车,因为有利可图。

1829年,有官方就组织了一场火车赛跑,看看谁发明的火车又快又稳。

不愧是史先生,又一次捍卫了自己“火车发明者”的地位。

他的火车运行无故障,全程无尿点,时速可达50公里以上。

如果轨道够长,如果煤炭够用,如果各种条件齐全,24小时可以跑1200公里,人类日行千里的梦想真正的实现了。

如果李白坐着史先生的火车旅游,他肯定会说,“千里江陵几小时还”。

大家遇到过火车停电吗?

几年前我从河北的保定回北京,高铁半路停了大概一个小时,乘务员说是因为停电了。

现代的火车,如和谐号、复兴号,大都是电力驱动的。

电力火车和内燃机车是蒸汽机车的plus升级版。

复兴号现在时速300公里跟玩似的。

李白肯定要说“千里江陵分分钟还”,算了,不黑李白了。

电力火车有很多好处,清洁低污染、功率大、提速快、损坏率低、自重较轻等等,所以成为了铁路运输的主力军。

但内燃机车也有,因为电力火车对基础设施要求比较高,显然停电就不行。所以内燃机车在一些特殊坏境中还是必备的。

所谓内燃机就是在一个封闭的容器里燃烧燃料提供动力的机器,原来的蒸汽机是烧水,现在最常见的就是柴油内燃机和汽油内燃机。关于这两种内燃机的细节,详见九年级物理课本。 

现在我国经常对标美国,毕竟是老大和老二嘛。

有人常说,美国的高铁技术就不行,比我们差远了。

也是事实,可以稍微骄傲一下。

但要知道,历史和国情不同。

第一,美国人口集中在东西海岸,相对而言地广人稀,没必要太密集的铁路网。且汽车和飞机很多,近距离开车,远距离坐飞机。

第二,美国的铁路大发展是19世纪和20世纪初,当然里面有我们中国华工的巨大贡献。后来吧就不怎么发展铁路了,因为涉及到复杂的政治因素和利益纠葛。

闲言少叙,书归正传。

所以,我们有必要说一下汽车。(飞机留给下回书)。

汽车的发明者大家都很熟悉,因为他以自己的名字创办的汽车公司至今依然很牛逼。

德国人,卡尔本茨。

火车有个明显的缺点,适合大宗货物和大批乘客,且依赖固定的轨道。

如果我一个人或者几个家人朋友漫无目的出去瞎玩,怎么办?

有人提出了类似汽车的构想。

原始模型很容易理解,就是让机器代替马匹,让机器拉马车。

在卡尔本茨之前有个叫吉拉德的工程师值得一提。

吉拉德是个很严谨的人,他擅长几何和机械原理。

他就画图,将发动机、制动装置、方向装置等等吧,画的相当详细。

但是,他总感觉不完美,不断的精益求精。

就在吉拉德不断完善图纸的时候,1886年129日,卡尔本茨的单缸汽油发动机三轮车试运行成功。

具体技术不说了,我也不懂。

但后来卡尔本茨看到了吉拉德的图纸,惊叹到,“oh my God,这个人的设计远胜于我,只可惜他没有去实践,不然历史上就没有我的名字了”。

这也给了我们一个启示,一件事,在你筹划的差不多的时候,就可以尝试实践了,不要始终停留在图纸的理论层面。

虽然第一辆汽车试运行成功,卡尔本茨也申请了专利,但并没有得到意料中的称赞,反而引来一片骂声。

因为当时蒸汽机的技术很成熟了,但内燃机刚刚起步,所以他的汽车问题还很多,经常抛锚、冒着黑烟,人们称之为“冒着臭气的怪物”。

本茨一句话不说,埋头改装。

每个成功的男人背后都有一个支持他的女人,对于本茨来说,此言不虚。

前期缺钱搞研发,妻子变卖金银首饰全力支持。

1888年,本茨的妻子更是勇敢,亲自驾驶丈夫的车,载着孩子去他奶奶家。

一百多公里的路程,一个家庭妇女和一个儿童,一辆不被人看好的汽车。

她成功了,基本安全顺利地到达了孩子奶奶家。

全城轰动了,汽车,牛逼!卡尔本茨,牛逼!

八 余论

我国古代里确实不乏高人。

荀子说,假舆马者,非利足也,而致千里;假舟楫者,非能水也,而绝江河。君子生非异也,善假于物也。

简直太对了呀,可惜啊···

1901年袁世凯给慈禧太后搞了一辆汽车,慈禧就矛盾呀,坐汽车吧怕乱了祖宗的章法,怕中了洋人的邪气;可不坐吧,又挺好奇的。于是勇敢的上了车。然后她就生气了。“车夫(司机)居然在我的前面?大不敬!必须我在前面,车夫要跪着驾车才行”。结果乘坐失败,慈禧又坐回了彰显尊贵的十六抬大轿子了。

慈禧闹过很多笑话,怕电灯闪瞎她的狗眼,怕照相机摄取她的魂魄···

但是我们在笑话慈禧无知的时候,有时候又仿佛看到了自己。

比如,有人说中医牛逼西医不行,理由是什么呢?

他说,中医望闻问切,看一看,摸一摸,就知道啥病是真功夫;西医要靠各种设备仪器,医生本人没啥水平。

一开始我觉得好像有道理,但仔细一下,逻辑不对呀!

我国古代医生之所以望闻问切,是因为没有别的更好的方法判断病因、病情、病灶。

现在我们有了B超、X光、CT,各种造影技术,成为了专门的一个领域,影像医学。

为什么不用更准确的技术,还去推崇那些原始的不太准的方法呢?

唯一可以接受的说法是,作为一门文化遗产(注意,是文化,而不是科学),让望闻问切躺在博物馆和历史书上就行了。

切记君子善假于物呀!

又扯远了,说回汽车。

我的驾驶技术就很高,请看!

(赵老师驾驶着时风牌敞篷兰博基尼飞驰在鲁西北原野中,想唱两首凤凰创奇呢)

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