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世界科技全景百卷书: 从遮阳到挡雨
有的发明是某一个人的创造；有的发明则是经过漫长的时光，很多人智慧的结晶，然后才逐步实现商品化。伞的发明属于后者。 本来，自然有风雨，人间有办法。古老的头顶树叶、荷叶等，都是最早的遮阳避雨之法。然而树叶、荷叶并非新创造，故不应列入发明之中。伞却与此不同，是人类智慧的结晶。 相传在4000年前，当时的部落首领黄帝与另一个部落首领蚩尤在涿鹿 （今河北省境内）打仗。时值春末夏初，风刮土扬，烈日炎炎。黄帝命人在战车上撑起一个叫做“华盖”的用具，就是用来遮住阳光、挡住风沙，好看准对方的军队阵势，以便决定攻打对策。 后来，黄帝打胜了。古人迷信，以为是“华盖”保佑的结果，因此视它为荣誉和权力的象征，黄帝走到哪里，华盖跟到哪里。所谓华盖就好像一顶圆形布盖子下边支着一根长棍，不能收拢也不能伸大，比较笨重。伞这个名词，在我国南北朝时才出现，很形象。此前的古代，都称为盖。如春秋时，孔子周游列国，下雨时只好挨淋。他的弟子颜回叹息道：“孔将行，雨而无盖。”东汉时，汉光武帝刘秀路经河南封丘，华盖太大过不了城门，刘秀大怒，欲将县官斩首。三国时，孙权为表彰大将陆逊打了胜仗，把自己用的华盖赐赏给他，堪称殊荣。盖即伞的前身，只是盖与普通老百姓无缘。南北朝以后，一些官吏富有人家，让工匠仿制盖，又要与其有所不同。于是一种采用绫罗丝绸当面料，骨架比盖小，又可撑可收的防雨遮阳的用具——伞问世了。 唐朝的造纸业十分发达，社会用纸广泛。有的工匠在纸上涂桐油，制成能防雨的油纸伞，作为罗伞（即绫罗面料伞）的一个补充。谁知大受欢迎。一时间，下雨人人举纸伞的情景，在长安各地随处可见。明代皇帝朱元璋，明文规定庶民不得用罗伞，只可用纸伞。清代的民间，在广东、福建等地大量制造黑布伞，行销国外。 在世界上的其他国家，伞也曾经是庄严和帝王的标志。泰国国王外行，金色罗伞张立于后。缅甸君主的尊号是巨伞之王。日本天皇每次出游，总有一持伞者恭敬陪同。这些伞都各有本国的特色。 伞在唐朝时由中国传入日本。公元781年在京城长安（今陕西省西安市）的大街上，有一天突然之间落下雨点。满街来往的人都打着伞走过，只有一个前来中国留学的日本和尚没有伞。他摸摸自己湿淋淋的光头，好像明白了一件事。回国的时候，他买了许多伞，千方百计带到日本，送给了亲戚朋友。从此，雨伞便在日本流行起来。 1747年，英国的商人汉威到中国广州办货。他看见人们撑着黑布伞在雨中行走，觉得挺好。临回国前带了一把伞回伦敦。1750年，当他在伦敦钟塔下张开伞遮雨的时候，被过路人视为怪物加以嘲笑：“哈，男士不尊重天意，躲在怪物下边不出来，太不象话了。”还有人指责他，这是对上帝的不恭，应当受到惩罚。汉威不予理会，每天上街带伞，宣传使用伞的好处。 伞第一次在美国纽约出现，是在18世纪末叶，街头上出现一片混乱。妇女们大呼小叫，认为这个既能伸开又能缩小的怪物，简直能把人吓得半死。顽皮的小孩子跟在后边，不停地朝打伞的人扔石头…… 由此可知，一件发明要得到社会认可，一件商品要能被人们接受，决不是件简单、容易、轻松的事，有时要经历不少的误会、波折。 几十年之后，罗马教皇对伞发生了兴趣。他以上帝的名义为伞洗刷不白之冤。教皇出场有专人撑伞侍候，以显示其庄严、郑重。 伞不仅是人们使用的工具，也是一种收藏品。 法国有个名叫约索夫·哈姆的人，以专门收藏世界上各种伞而闻名。他藏有9个世纪以前的欧洲贵族用的阳伞，也有中国杭州出产的纸伞，以及日本制作的各种花布伞。其中最小的伞只有3.5厘米长；最大的伞伞面直径长12米，撑起来足有半个篮球场那般大。 现在，伞的作用被广大的人们所承认，它已经成为日常旅行、外出的必带物品。随着制伞工业的发展，各具特色的伞：带收音机的伞、有香味的伞、能照明的伞、防暴催泪伞、盲人探路伞等都相继问世，它给人们的生活带来许多方便和乐趣。 家庭主妇的好助手 发明压力烹煮技术的帕平，是研制蒸汽机的很早的先驱者之一。他于1647年出生在法国的布卢瓦，后来到伦敦，成了波意耳的助手，并进入了皇家学会。他于1679年演示了他的“压力锅”——这种容器有一个盖得很紧的盖子，可增加锅内的压力，从而提高水的沸点。盖子上安有安全阀 （这也是他发明的）。 在1680年12月8日举行的皇家学会委员会议上，雷恩决定出一本叫《新的烹调器》的小册子。帕平在给皇家学会的献词中谦虚地说道，“这本小册子中没有称得上远见卓识的东西，对这样的赞扬受之有愧。”然而他在这本小册子的前言中却说道，这是对古老的烹调技术的一大改进，若使用这种炊具，就是又老又硬的牛肉，也能像挑选的嫩牛肉一样做得鲜嫩可口。 这本小册子包括一幅压力锅 （包括安全阀）结构图和详细说明压力锅结构的文字，用若干章的文字详细地介绍了用压力锅做羊肉、牛肉、羔羊肉、兔子肉、鸽子肉、鲭鱼、狗鱼、鳗鲡、大豆、青豆、樱桃、醋栗、李和梅等的情况。帕平在这些章节里一再强调说，用这种烹调法能保留用其他方法不能保留的香味和营养成分。这本小册子中的其他章节描述了这项发明对船上的厨师、糖果制造商和饮料制造商的价值。 若干年后，帕平开始任皇家学会的临时实验室主任，1712年前后逝世于伦敦。在本世纪以前，高压锅的原理在工业上比在烹调上用得更为广泛 （例如高压消毒锅）。待本世纪研制出了现代的压力锅并首先在美国得到普及之后，情况才有所改变。在第二次世界大战之后，许多制造商都开始制造压力锅，强调压力锅既省时间，又省燃料。 影响压力锅销路的一个主要原因，常常是害怕高压引起危险。但是制造标准非常严格，留有很大的保险系数，即使是最粗心的家庭主妇也不易出事故。 生活用品撷彩 奇特的太空淋浴器 人在太空中长期生活和地面上一样，也需要定期洗澡。在地面，淋浴对人来说，只不过是日常生活中的一件小事，可到了太空就非同小可了，完全可以算得上一种高贵的享受。如果用价值计算，将一套淋浴设备送上太空，再使用比银子还昂贵的水，那么，一次淋浴的费用恐怕要比世界上最豪华的浴池还要高得多。 在“礼炮”号轨道空间站上，规定航天员每10天洗一次澡。在前苏联“礼炮”号轨道空间站，1982年航天员曾创造了连续生活工作21天的记录，1984年又创造了续航时间237天的记录。前苏联一艘轨道空间站——“和平”号轨道空间站，1988年航天员创下续航366天的纪录，1995年航天员又创下连续飞行438天的新世界纪录。 轨道空间站里的洗澡间像一个手风琴式的密闭塑料布袋，它被挂在顶棚上，使用时将它放下，不用时可叠起来吊在顶棚上。顶棚上固定着一个圆形水箱、喷头、电加热器。水箱内装5升水。浴室的地板上有许多小孔，下面是废物集装箱，用于盛废物和污水。上面压水，下面抽水。地板上还有一双固定的橡皮拖鞋，航天员穿上拖鞋，人就不会飘浮起来。浴室放下后，形成真空环境。在失重的状态下，水就成了危险品，少量的水也会呛伤人，甚至溺死人。为了安全，航天员通过管子进行呼吸。 航天员洗澡时，首先把通到浴室外的呼吸管套到嘴上 （戴上呼吸罩），戴上护目镜，避免从鼻子和嘴吸进污水；接着，开动电加热器，把水箱中的水加热到适当的温度；然后，打开水喷头，加压的温水从上面喷下来浇到身上，这时正像在地面上淋浴一样。 洗用过的污水从室内地板上的小孔中排到废物集装箱里。由于失重，污水会飘浮起来，因此，地板上的小孔靠吸收装置，把污水吸入小孔抽走。 前苏联航天员在“礼炮”号和“和平”号轨道空间站里长期生活和工作，他们亲身体验在太空失重环境里洗澡的乐趣。随着航天事业的发展，将会出现更完善的太空淋浴器。 有趣的太空睡袋 睡眠是人的生命活动的重要组成部分。人在一生中有将近1/3的时间在睡眠。 在太空失重环境中，航天员不能躺在床上睡觉，因为身体会自动飘浮起来，必须钻进睡袋并固定在航天器的舱壁上。 在载入航天的初期，睡眠条件比较差，航天员只能在座椅上睡觉。为了防止无意中手碰错开关，睡觉时要求把双手束在胸前。后来，随着载入航天器体积的增大，睡眠条件才有了改进，航天员可以在左右躺椅下面的睡袋里伸直双腿自由飘浮着睡觉。但这也不是舒适的睡眠姿势。有位美国航天员说： “当你在睡眠中发现自己身体下面没有任何支撑的东西时，你会有一种掉进万丈深渊的感觉。”这种危险感一直到美国“天空实验室”轨道空间站飞行时才消除。因为“天空实验室”比“阿波罗”飞船宽敞得多，航天员吃饭和睡觉的地方是分开的，使航天员感到好像在地面上一样。 航天飞机比“天空实验室”又有改进。机上的机械设备发出的噪声小多了，仅有一种很低的嗡嗡声。航天员有了卧铺。在卧铺上睡觉，可以进一步减低噪声，还可以防止其他航天员的干扰。可惜许多航天员不习惯卧铺。有位欧洲航天员说，当他在下铺上睡觉时，感到好像在床底下睡觉一样。因此他们有的愿意在驾驶舱的座椅上打盹，有的则在睡袋里休息，也有的躲在两层甲板中间的空格里打瞌睡。 随着航天技术的发展，航天员进入太空的人数和次数不断增加。航天员在太空停留时间越来越长，因此太空睡袋就成了航天员必备之物。太空睡袋的设计必须考虑太空环境特点，为了使航天员在太空睡得舒适，睡袋必须有固定器件，使太空睡袋能紧紧固定在航天器（飞船或航天飞机）的舱壁上，不致在太空自由飘浮，似躺在床上一样舒适；由于失重，太空睡袋设计给航天员适当的压力，使航天员感觉到像睡在地面一样舒适。 由于太空中没有上下前后左右之分，航天员站着睡、躺着睡还是倒着睡都一样。在太空睡眠，多数航天员觉得身体稍微蜷曲成弓状，比完全伸直或平躺着要舒服得多。手臂可以放在睡袋内，也可以伸出外面，任其自由，不过多数航天员不愿意让自己的手臂自由飘动。而放进睡袋里。 飘浮在半空中睡眠是别有情趣的事。有的航天员愿意领略一下这种滋味，他们用一根绳子将睡袋的一端吊挂在舱壁上，让睡袋在半空中飘来飘去。不过大多数航天员不喜欢这种睡眠方式，因为当航天飞机或其他航天器的姿态控制发动机（用于控制航天器姿态的发动机）开动时，睡袋如果挂在半空中，就会与舱壁相碰撞。大多数航天员喜欢将睡袋紧贴着舱壁睡觉，这样就会使人感到像睡在床上一样。采用这种睡眠方式，后背可以伸直，有利于预防腰背痛。 经过上百次航天飞行，欧洲航天局设计出一种新式睡袋，在袋的外面有一些管道，当管道充气时，睡袋被拉紧，从而向人体施加一定压力。这种压力可以使人感到像在地面睡眠一样舒适，而且还可以消除一种飘飘然似的自由下落感。 让航天员在太空睡个好觉。 太空洗手间 在地面，大小便是件轻而易举的小事。可是在太空，情况就不同了，让我们先看看航天员在美国轨道空间站——“天空实验室”里是怎样大小便的。 在“天空实验室”里，一个称为废物管理舱的房间内安置了一个厕所。在这个厕所内，有一个呈漏斗状的收尿器，收尿器内通气流，可把便出的尿吸进内部的收集袋里，收集袋每天更换一次，以保持清洁。舱壁上镶嵌一个便桶，用来收集团体粪便 （请记住，在太空中不分上下），便桶中衬一个渗透力强的滤水袋，每用一次就必须更换一次。滤水袋贯通气流，使粪便沉淀固化，免得到处飘浮。 在没有装备马桶 （便桶）的航天器上，收集固体粪便是一项很困难的工作。在这种情况下，航天员一般使用一种直径为20厘米左右的口袋，口袋口衬贴上一圈胶布，大小便时就把口袋粘在臀部上。这种口袋不完全可靠，稍不注意，粪尿就会流失，在太空随便浮动，有时甚至迷住航天员的眼睛。因此，航天员不喜欢这种口袋。 在太空，女航天员小便更是一个难题。妇女的泌尿器官与男子不同，她们在失重条件下便尿，应符合卫生要求，这相当不容易，是一个很特殊的问题。为了解决这个问题，美国航空与航天局聘请了几名自愿帮忙的妇女，请她们演示了便尿的全部过程，并把整个过程录了像。 美国航空和航天局（航宇局）根据录像资料，研制了一种男女通用的马桶。这种新型马桶与“天空实验室”上使用的便桶类似，所不同的是在马桶座圈的前端安置一个收尿器。航天员使用这种马桶时，臂部要系上一个座位固定带，以免漂浮时臀部与座圈相分离，因此，航天员大小便时要格外小心，否则就会在同事面前出丑了。 魔鬼的绳索 印第安人将它称作“魔鬼的绳索”，牛仔们说它是一种“邪恶的发明”，还有美国德克萨斯的一个农场主恶狠狠地诅咒说：“谁发明了这种东西，就该用它将他捆起来，捆成一个球，让他一直滚入地狱！”这一发明就是带刺的铁丝网。 假如你曾见过这种铁丝网，一定会觉得它令人恐惧，令人心寒。但它确实在美国西部起过很大的作用——能将牛群圈住。在1870年前后，西部那些一望无际的草原上，人们很难找到合适的圈牛的东西——用木材做篱笆太昂贵了，因为大草原上很少有树木生长；那里也不容易见到石块，垒石墙是不实际的；用无刺的铁丝网，根本经不住牛的一靠，再加上当温度急剧下降时，它们还会自己绷断。 1873年的一天，一位伊利诺斯州的牧场主约瑟夫·克利顿去德卡伯县的集市购物，看见一个货主正向人们展示他的新型铁丝网。那是一些普通的无刺铁丝网，但在固定用的木桩上却布满了铁刺。那人介绍说，用这种带刺的木桩加上铁丝网，就能更好地挡住牛群。 克利顿对此很感兴趣，但他并未向那人购买，而是自己认真琢磨起来：为什么不能让铁刺直接生在铁丝网上，回家后，他立刻动手试了起来。他先是将一些寸把长的铁丝段绑在长铁丝上，但觉得这样干又费力又费时间。于是他索性将铁丝截成一段一段的，然后再用钳子将它们一根根地拧在一起，翘在那里的铁丝头就很自然地变成了铁刺。 那年冬天，克利顿在家里制造了一大堆带刺铁丝，然后待到春天再把它带到集市上去卖了。然而，克利顿并不是带刺铁丝网唯一的发明者。他的两个邻居——雅各布·哈希和艾萨克·艾尔伍德同样在看到带刺木桩以后受到启发，也在各自的家中发明出了带刺铁丝网。于是，他们三人之间爆发了一场旷日持久的较量，为了争夺这一发明的专利权，他们都向法庭提出了诉讼，这个案子持续了整整18年，最后，美国最高法庭裁决，最早的也是真正的带刺铁丝网的发明者是约瑟夫·克利顿。 克利顿将自己的专利卖给了东部的一家大公司。10年之后，这家公司的铁丝网工厂就能在10个小时之内生产出1000公里的带刺铁丝网。 带刺铁丝网很快就在西部被使用，草原和田野被它切割成了小块。有些人对它十分赞赏，而另一些人却恨之入骨。小的牧场主和农场主都欢迎它，因为他们的牛群和田地受到了保护，牛也很少失踪了。但是大牧场主和农场主却不喜欢它，因为他们牛群可去的牧场大为减少，而且牛可能被铁丝网弄伤。反对设带刺铁丝网的人常趁黑夜将邻居的铁丝网剪断。经常会发生这样的事情：一个人前一天张起了铁丝网，第二天铁丝网已被剪得七零八落了。接着就会爆发一场争战，弄不好就会动枪动刀。 后来，在南非的布尔战争和第一次世界大战中，带刺铁丝网被用来作为前沿防御的组成部分，许多冲锋陷阵的士兵死时就挂在了它上面。 今天，许多国家的边境依然有铁丝网作为隔离。有的时候，它们的作用不是御敌，而是阻止本国公民外逃。 假如你的城市里一根铁丝网也没有，而你又很想亲眼看看它们的模样，你可以到美国德克萨斯的坎尼尔城铁丝网博物馆去。那里面陈列着200种不同类型的铁丝网！要是发明它们的老克利顿看到它们，一定也会惊叹不已的！ |
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