作者:易辰,青年力网专栏作家有趣!参观北京古希腊科技艺术展杂感-青年力有趣!参观北京古希腊科技艺术展杂感-青年力
有趣!参观北京古希腊科技艺术展杂感-青年力

➢位于中国科技馆临时展厅的古希腊科技艺术展

展览中的大多数展品,是古希腊文明在公元前4世纪——1世纪的技术设备的复制品和原理介绍,此外还有少数公元前14世纪左右的水利工程和建筑物的复原模型,散发出一种古朴的气息。而笔者在参观完整个展览后,不仅对古希腊文明有了更全面的认识以外,对人类文明发展的认识也更加深入了一些。

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➢古希腊时期的船只模型

笔者首先参观的,是“机械工程”部分。这部分最先介绍的,是名为“阿基米德螺旋机”的运水装置,其功能是将低处的水利用离心力原理转移至高处,主要用来灌溉和排出船舱中的水。这个阿基米德螺旋反映出古人各种发明创造的第一需求,都是解决实际生产生活中的需要。

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➢阿基米德螺旋机的设计草图与复原模型

古希腊文明存在于爱琴海及其周边地区,航海与耕种是其两大主要生产生活方式。耕种需要引水灌溉,航海需要时不时的排出船舱的积水,想必阿基米德螺旋便是为了解决这些问题应运而生的吧。螺旋的旁边,介绍了专门用来在陆地上引水的“扬水装置”,这种设备在中国有一个更耳熟能详的名字——水车。想必也就是在这种实践中,诞生了古人对水的复杂情感吧,“水能载舟亦能覆舟”想必便是对这种水的辩证关系深刻总结。

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➢西式水车,看上去与中式水车有细微的差别

水不仅可以灌溉,还是一种重要的动力源,这一点古人也有较为清晰的认识。于是,利用水为动力的机械便诞生了。古希腊人以水为动力,驱动天文仪器与计时设备,由此制造出了各种各样的水钟。这些水钟大多数都是利用水的均匀流动性质,使水流入特定的容器,然后容器中的浮标在水的浮力下不断上升,浮标上制有指针指向特制的刻度以标示时间,这种设计简单而又稳定,但也不算特别稀奇。

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➢两种水钟

比较有意思的是柏拉图夜钟,这种夜钟的原理制作一个特制的水箱,水箱有一个入水口和一个通气口,入水口连接一个特制的水龙头,通气口则是一个哨子,于是当水箱内的水不断增加,水箱内的空气会被从通气口的哨子被排出,哨子被空气吹响发出声音,因为空气需要积累到一定程度才能吹响哨子,于是这种定期吹响的哨子,便可以用来标识时间。

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➢柏拉图夜钟

水是一种不错的能源,而与火结合起来,便可以做到更神奇的事情,“希罗的自动神殿门”便是这样的一个巧妙的设计。“只要点燃神殿前祭坛的火,献上祭品神殿的门就会自动打开,当火焰熄灭门就会再次关上。”这种不可思议的“人间神迹”,其实这只是利用空气热胀冷缩的原理的一件简单机械。

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➢希罗的自动神殿门

祭坛的下方是一个巨大的空气仓,空气仓下连接着一个大水箱,水箱内有一根水管,通向另一个可移动的水箱。移动水箱连接着一个由滑轮和砝码组成的机械装置,当移动水箱里的水被增加,水箱下沉启动机关,打开神殿的门。当火熄灭后,空气收缩,移动水箱中的水回流大水箱,重量降低上升,神殿的门就会再次关闭。这种巧妙的设计,在那个充满迷信的古希腊时代,应该能够令不少人认为是天神显灵吧。

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➢希罗自动神殿门的机械原理

前文介绍的这些,都是一些体型较大或不便移动的机械设备,这些机械往往只能用在固定地点或航海中。而在陆上旅行中,需要更加轻便的机械设备,于是很多轻便的机械诞生了,“希罗的里程计”“便携式日晷”便是其中较为典型的两种。

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➢里程计与便携日晷

曾经在阅读介绍中国古代科技的书时,看到中国古代有一种名为“记里鼓车”的装置。这种车从外表看就像是马车上安装了一副木人敲鼓的模型,依靠畜力前进,车在行走了一定路程之后(一般是十华里即五千米),马车上的木人会敲响小鼓发出响声,古人以此来记录、测量路程距离。当时笔者还想不清楚其中内在的原理,但当笔者看到根据公元1世纪(大约相当于中国的两汉之交)左右的希罗手稿复原的“希罗的里程计”的模型时,终于对这种神奇设备的原理有所了解,同时越发佩服古人的聪明才智。

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➢中国古代的记里鼓车

这种设备的原理其实并不复杂,是利用齿轮的差动关系制造的装置。当记里车行进时,车轮带动记里车内部装置的齿轮装置转动,当齿轮装置转动到一定圈数的时候,就会带动车上的木人完成击鼓。这种设计从现在看并不复杂,但却是很多现代机械的先驱。便携式日晷由三个相连的圆环组成,巧妙的设计令其可以在亚历山大港、罗得、罗马和维也纳使用,据说这种装置的历史可以追溯到公元250年(相当于中国的三国时期),不过从上面有维也纳这一城市这点来看,应该是在维也纳作为城市兴盛之后(公元10世纪左右)出现的。

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➢便携式日晷

如前文提到的,航海是古希腊人的重要生产活动,所以古希腊人的造船技术也想当具有特色。在现代人的印象中,木制的船只都是先制造龙骨,之后再将木板通过榫卯技术拼接到龙骨上形成船壳。但是在希腊的古风时期,古希腊人并不是这样制造船只的,他们先是将船壳木板用亚麻绳“缝”在一起,然后用木钉固定,从而制造船壳。这种技术虽然在榫卯技术传入希腊后在公元11世纪(大约相当于中国的北宋时期)被淘汰,但是依然在世界技术史上留下了有趣的一笔。

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➢古希腊船壳“缝纫”技术复原模型

参观完古希腊科学艺术展,给笔者了一个非常清晰的感觉,古人的生活也远没有我们想象的那么原始。他们懂得利用水与火的特点与力量,也会大量借助机械的力量完成人力所不能及之事,更会利用简单的科学原理与技术做出许多有用的发明创造。更有意思的是,这些大多数出现在公元1世纪左右的古希腊科技都能在中国春秋战国时期的遥远历史中找到可对应的对象。这么看,看古希腊科技展反而体会到了中国古代先辈的聪慧与伟大,也算是一个很意外的收获吧。

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(本文图片素材部分采用展览展品经过加工而成)