高峰
古代興建故宮時(shí)(如圖1),曾制造人造冰道,并以水為潤(rùn)滑劑.拖運(yùn)了重達(dá)300t的巨石.
古老的故宮興建于明成祖朱棣永樂(lè)四年(公元1406年),至永樂(lè)十八年(公元1420年)落成,曾于1557年至1561年、1597年至1627年由于大火進(jìn)行兩次大規(guī)模重建.據(jù)稱(chēng)最初的建設(shè)投入工匠23萬(wàn)人.民工士兵上百萬(wàn),是幾代人勞動(dòng)的結(jié)晶,故宮巧妙的修建技術(shù)也吸引著后來(lái)無(wú)數(shù)中外研究者為其傾盡心血.故宮里使用的巨石多達(dá)數(shù)萬(wàn)塊,其中最大的一塊是擺放在保和殿后面的雕有九條游龍的大石雕f如圖2),重約300 t.《兩宮鼎建記》曾簡(jiǎn)要記載:長(zhǎng)石雕是隆冬時(shí)節(jié)在人工冰道上被拖運(yùn)來(lái)的.
明代時(shí),人們?cè)谶\(yùn)輸巨石中就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到,在低速重載的情況下,滑動(dòng)摩擦方式比滾動(dòng)摩擦方式更為安全可靠.故宮巨石運(yùn)輸就是采用冰面潤(rùn)滑的方式.通過(guò)在冰面潑水形成水膜作為潤(rùn)滑劑,來(lái)實(shí)現(xiàn)減輕阻力的目的的.通過(guò)比較發(fā)現(xiàn),這種運(yùn)輸方式比用傳統(tǒng)的木橇、滾子及普通的冰面潤(rùn)滑更加省力,且更適合北京當(dāng)時(shí)的環(huán)境狀況,
這種便利方法與北京的氣候環(huán)境有關(guān).與長(zhǎng)期處于熱帶的埃及相比,北京擁有使用冰的天然優(yōu)勢(shì)——寒冷的冬天.古籍記載:運(yùn)送巨石的時(shí)間是在冬至前后,在15、16世紀(jì)時(shí),北京1月的平均氣溫是在-3.7℃左右,雖然沒(méi)有天然的河流為運(yùn)輸提供冰道,但人們?cè)谶\(yùn)輸過(guò)程中每500m就會(huì)鑿坑取水以保證冰道的用水,
由于在日間-3.7℃的情況下,水在2min內(nèi)不可能完全凍結(jié),因此水膜是可以維持并保證運(yùn)輸?shù)?當(dāng)然,古人也可能使用熱水來(lái)延緩水結(jié)凍.所以.研究者可以得出在故宮九龍壁拖運(yùn)時(shí),不僅采用了制造冰道的方式減小摩擦,還在長(zhǎng)途運(yùn)輸時(shí)向冰道潑水作為潤(rùn)滑劑.
著名的中國(guó)科技史研究者李約瑟曾指出.占代的中國(guó)并沒(méi)有建立起西方以數(shù)學(xué)為基礎(chǔ)的科學(xué)體系,中國(guó)古代的先進(jìn)技術(shù)是一種經(jīng)驗(yàn)體系,難以稱(chēng)之為科學(xué).然而,當(dāng)我們佇立凝望故宮,當(dāng)學(xué)者們用現(xiàn)代科技手段重新審視故宮的興建技術(shù)時(shí),不禁為我們先人的智慧所折服,明代的巨石運(yùn)輸方式說(shuō)明,當(dāng)時(shí)人們對(duì)低速重載的潤(rùn)滑研究已經(jīng)達(dá)到了很高的水平,紫禁城的興建與鄭和七下西洋都發(fā)生在15世紀(jì)前期,巨石運(yùn)輸?shù)睦诱f(shuō)明當(dāng)時(shí)的陸地運(yùn)輸技術(shù)并不比航海技術(shù)遜色.endprint
中學(xué)生數(shù)理化·八年級(jí)物理人教版2015年1期