更新時間:2023-10-07 10:52:56作者:佚名
1654年,為了證明大氣壓的存在,馬德堡局長進行的一項科學實驗:
他把兩個銅質半球灌滿水后合在一起,抽出全部的水后,他讓16匹馬分成兩組,分別在左右兩側拉銅質半球,無論怎么揚鞭驅馬,最終都沒有拉開。
馬德堡半球實驗大獲成功,實驗大獲成功。有人覺得,正是由于馬武宣實驗,才I使得后來各類蒸氣機(汽輪機)被發(fā)明設計了下來,讓人類工業(yè)飛越式的進步。
這么,馬德堡半球實驗真的這么重要嗎?
盡管,馬德堡半球實驗讓世界相信:大氣浮力是存在的,這也是人類第一次成功借助大氣壓來做功。
然而,并非馬德堡半球實驗能夠證明大氣浮力的存在。馬德堡半球實驗也并非,真正的“人類第一次成功借助大氣壓來做功”。
雖然,無論人類的呼吸,還是唐代盛行的“拔拔罐”,都能彰顯大氣壓的存在,以及用大氣壓做功。
古人刮痧
拔除拔罐的過程,雖然和拉開馬德堡半球并非有哪些本質的區(qū)別。只不過,前者證明了大氣浮力的力量遠超人們的想像,對人心起到了非常驚艷的作用。
另外,拔拔罐,雖然并非中國唐代特有。
基本上,古文明都一定的可能性,通過拔罐發(fā)覺大氣壓的存在。
無論古亞洲文明,還是古伊朗文明,對“拔拔罐”都有借助。其實,這并非本回答的重點,有興趣的,可以自行了解。
其實,限于古人的理解能力,人們會就像沒有學過系統(tǒng)科學的小孩一樣,覺得拔罐顯存在吸力,而非大氣壓的緣故。諸如,拔拔罐在中國唐代又稱作吸筒法。
實際,在馬德堡半球實驗之前,數學界大鱷雖然早已普遍認識到大氣浮力的客觀存在。
比如,被教會殘害致死的近代科學之父伽利略,通過望遠鏡對宇宙萬物的觀察發(fā)覺,徹底改變了人們的物質觀。
伽利略(1564年2月15日-1642年1月8日)
伽利略的科學體系,也幫助他認識了大氣,認識了“真空”。
他發(fā)明了開放式的液體濕度計,近似于室溫計和大氣壓力計的混和。他還發(fā)覺,抽水泵抽水不能超過10米。
現代人制做的伽利略體溫計
盡管伽利略對大氣壓的認識還不夠全面,但他的弟子托里拆利對大氣壓早已有了深度認識,否定伽利略提出的真空力,并1644年同維維安尼合作,發(fā)明了水銀氣壓計。
托里拆利和水銀氣壓計
1647年,帕斯卡按照托里拆利的理論,進行了大量驗證性實驗,震驚了整個倫敦。
1648年,帕斯卡通過檢測不同高度的大氣壓,發(fā)覺了氣壓規(guī)律。并在此前后,發(fā)明了,注射器、水壓機,改進了托里拆利的氣壓計。
到1651年的時侯,帕斯卡早已能借助大氣壓進行天氣預報了。
帕斯卡
至此,學界對大氣壓,早已有了近乎全面的認識。
發(fā)生于1654年的馬德堡半球實驗,實際是一場近乎史無前例,盛世空前的小型科普現場。
這個實驗,把學界新發(fā)覺的知識馬德保半球實驗,直接推廣到了民間。通過一種反常識的操作,徹底顛覆人們的“三觀”。
馬德堡半球實驗,的確有利于人們對大氣壓的全面借助。
但顯然沒有馬德堡半球實驗,蒸氣機也必然會出現,只不過是時間問題。
若果沒有馬德堡半球實驗,的確「可能」限制人們去想像——通過氣壓做更多的事情。
比如,不能想到氣壓帶動機械,就很難有發(fā)明蒸氣機的動力。
然而,想像力可能被限制,絕不會制止人們的想像。
早在公元前100年,亞歷山大里亞的希羅就借助蒸氣馬德保半球實驗,發(fā)明了汽轉球。
而中國唐代的孔明燈和走馬燈,則是對“燃氣”最樸實運用:
1679年,西班牙化學學家帕潘發(fā)明了高壓鍋,發(fā)覺了龐大的蒸氣壓力,并使用蒸氣帶動活塞。
盡管帕潘給蒸氣加上活塞,是在馬德堡半球實驗發(fā)生以后的23年。
但帕潘作為化學學家,他的行為是構建在伽利略、托里拆利、帕斯卡等前人的科學發(fā)覺之上,幾乎和馬德堡半球實驗無關。
哪怕生們沒有認識到氣壓的強力,也遲早會發(fā)覺蒸氣的龐大力量。
這說得似乎有一些繞,就好比,即使你沒有認識風的本質,但你也能發(fā)覺吹狂風的時侯,風的力量很大。
蒸氣有力量,比起氣壓的客觀存在來說,后者對于大眾來說,反倒是非常直觀的。雖然人們不能深刻認識氣壓,也可以構建這樣的質樸思想:燒火讓水蒸汽形成了強悍推力。雖然氣壓發(fā)覺之前,人們就是這樣想的。
退一步說,哪怕沒有伽利略、托里拆利、帕斯卡等人對大氣認識的貢獻。
只要機械科技發(fā)展到一定的地步,人們有“燒火讓水蒸汽形成了強悍推力”的概念,都會有人去付諸于實驗。
帕潘發(fā)明高壓鍋,用蒸氣帶動活塞的行為,完全可以僅僅構建在“燒火讓水蒸汽形成了強悍推力”所形成的行為動機上。
14世紀,西班牙巴塞羅那城早已有了水驅動動力錘,毛織企業(yè)有300多個,工人已多達3萬。
15、6世紀,愛爾蘭早已有馬力和水力驅動的抽水機,有了大坑采礦的可能。
只有機械科技發(fā)展到了一定地步,人類才有使用蒸氣動力的技術基礎。
17世紀末,盡管帕潘早已能制造蒸氣機模型,但當時的機械科技依然不足以支撐真正高效率的蒸氣機。
經過近100年的發(fā)展,瓦特才在前人的基礎上,陸續(xù)發(fā)明了:
分離式冷凝器、汽缸外設置絕熱層、用油潤滑活塞、行星式蝸桿、平行運動曲軸機構、離心式調速器、節(jié)氣閥、壓力計等等。
瓦特工業(yè)蒸氣機的發(fā)明,不僅僅是對蒸氣力量的認識,也不僅僅是對強悍氣壓的認識,更是人類機械技術歷時100年的積累。
可以如此說,雖然沒有發(fā)覺氣壓,單單從蒸氣本身的認識上,也足以讓初期資本形成擴張的強悍需求上,令化學學家在蒸氣上進行嘗試,并最終迫使蒸氣機的發(fā)明。
所以,單純馬德堡半球實驗本身的重要性,在于科普的典型意義。但對化學學家在蒸氣方面的嘗試,影響不大。雖然連氣壓都沒有發(fā)覺,也只是會提早蒸氣機的出現,而不是令蒸氣機不能出現。
假如我們假定蒸氣機真的不會發(fā)明,又會有哪些影響呢?
暫且假設,氣壓、蒸汽,以及內燃機相關的科技樹被焊死了,科技樹仍然會有發(fā)展的方向。
盡管深刻認識靜電是18世紀的事情了,但顯然有一定的碰巧性。
電的客觀存在性,令人們初期認識電可以完全不用依賴太高的科學技術。
沒有蒸氣革命的位面上,在某個時間線上總會有富蘭克林二號,認識閃電和磨擦電壓是一模一樣的本質。
也會有法拉二號,發(fā)覺電磁感應。
以及特拉斯二號,發(fā)明理想的交流電系統(tǒng)。
當電磁理論發(fā)展成熟以后,機械技術遲早也會因相關的電磁實驗而發(fā)展。
通過水力機械這條線,水力交流發(fā)電是能自然而然發(fā)明的。
其實,沒有蒸氣機,會嚴重影響火力發(fā)電的出現,但科技樹會往半導體熱水泵方往前行,并最終徹底解決火力發(fā)電的問題。
其實沒有內燃機,會嚴重影響車輛、飛機、輪船的出現,但純電力機車,遲早會發(fā)明。
總的來說,人類科技是可能延遲200~500年,越過蒸氣革命,直接步入電力時代。
但因為沒有內燃機,將會嚴重影響遠洋客輪、飛機的出現,會大大影響世界交流和發(fā)展。
所以步入電力時代以后,沒有內燃機的人類社會,初期發(fā)展也會較為平緩。
然而,只要鋰電池、高鐵、電力機車、核電等技術達到一定的地步,都會徹底甩掉沒有內燃機的禁錮了。
其實——
科技樹是一棵枝繁葉茂的小樹,蒸氣機、內燃機都并非科技樹的主干,只是健壯的小型樹干。
小型樹干鋸掉,小樹早期會遭到嚴重的影響,但小樹其它部份,卻是會由于吡咯甲酸的變化,有一定可能性快速生長的。(因為沒有蒸氣機、內燃機,步入電力革命后,反倒會使得電力愈發(fā)高度的發(fā)展和運用)。
至于大氣壓的發(fā)覺,可能影響蒸氣革命這個大樹干,但不至于決定這根樹干的危亡。
馬德堡半球實驗,只是為鱗莖起到了催生的作用。
其實,假如沒有馬德堡半球實驗,由于混沌現象,現今世界也會徹底不一樣。
馬德堡半球實驗就是科技史上的一只蝴蝶,且她扇了一次翅膀。