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第13章 古代物理學(xué)知識的升華——1700年自動售貨機(jī)的使用

自動售貨機(jī)可以說是我們這個時代的象征。最早的自動售貨機(jī)是亞歷山大時代的希臘科學(xué)家赫羅設(shè)計的。他發(fā)明的這個裝置是為在廟宇里施與圣水用的。這種自動售圣水機(jī)是一只底部有一根短出水管的盛水壺。管的進(jìn)水口在壺內(nèi)。壺里還有一根裝在樞軸上可以像蹺蹺板一樣轉(zhuǎn)動的小棒。棒的一頭吊著活塞。平時小棒保持水平狀態(tài),活塞恰好堵住進(jìn)水口。如果把硬幣從水壺上方的狹縫投入,它就會擊中小棒的另一頭,于是小棒傾斜,提起活塞,水就從出水管流出,注入酒杯。等硬幣落到壺底時,小棒又恢復(fù)常態(tài),把水流切斷。如今較簡單的投幣控制機(jī),如自動售糖果機(jī),就是采用類似的原理制成的。

才華橫溢的赫羅發(fā)明的東西很多。從他許多力學(xué)和工程學(xué)的著作中可以看出,他思索的東西包括科學(xué)實踐和客廳魔術(shù)。

赫羅設(shè)計的自動計程儀,人們認(rèn)為是最早的計數(shù)裝置。它安在馬車上的箱子里,是一個帶有輪子和渦輪的里程表。他的自動計程儀在機(jī)械史上占有重要的一頁。

赫羅還制造了一種能測量角度,并校正水準(zhǔn)的測量儀器。它引起人們注意,不僅是因為它的精確度超過早先的儀器,而且它有可互換的部件。

此外,他還發(fā)明了榨橄欖油和葡萄汁的壓榨機(jī)、強(qiáng)弩,并在書中描述如何用空氣泵使樂器發(fā)音。他的大多數(shù)發(fā)明是供招待客人時用的,或是為了給崇拜者留下深刻的印象。赫羅制造了許多用繩子操縱的自動裝置,如會唱歌的機(jī)械鳥,能升降帷幕的木偶戲。更不簡單的是,他還利用蒸氣或熱空氣驅(qū)動機(jī)件。他發(fā)明了一種稱為汽轉(zhuǎn)球的蒸氣渦輪。蒸氣進(jìn)入一只中空的球,再從球上對稱方的一對噴嘴中噴出來,于是中空球在蒸氣的推力下運轉(zhuǎn)。這副裝置證實了蒸氣的力量,比蒸汽機(jī)的出現(xiàn)要早1700年。

赫羅最驚人的設(shè)計是一件寺廟模型。廟宇的門的開合是間接控制的,這使觀眾感到很神秘。祭壇是中空的。點火加熱祭壇,空腔里的空氣就受熱膨脹,把一根活桿往下壓,下方容器里的水受壓后就從一根管子里流出去,流進(jìn)一只水桶里,于是水桶下垂,帶動通過繩子與之相連的門的轉(zhuǎn)軸,把門打開。當(dāng)祭壇的火熄滅時,腔內(nèi)空氣收縮,水被吸回容器里,水桶重量減輕,平衡砝碼落下,把門關(guān)住。

赫羅的設(shè)計究竟有多少制作成功,我們不知道。但在他的書里記載的這些構(gòu)想的圖樣和說明,無疑表明他走在他的時代前面許多個世紀(jì)。

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