文明之眼
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《推背圖》第47象:約五百年後 讖曰:偃武修文,紫微星明,匹夫有責,一言為君 頌曰:無王無帝定乾坤,來自田間第一人;好把舊書多讀到,義言一出見英明

【問題簡答】動力篇

火是怎麼產生的?電是如何製造的?如何讓汽車動起來?飛機是怎麼飛起來的?埃及金字塔是如何建造的?

火是怎麼產生的?

火在地球生態中,是一種自然現象,人類用火始於對雷電的觀察,從擊石鑽木取火到光學電氣生火。

火是一種劇烈的氣化現象,它的形成與氣體活動密不可分,常見的火焰氣化元素包括氧、氫、碳,這些元素也正好是地球生物的主要元素。

當火焰氣化元素缺乏時,通常無法燃燒形成火焰,當然也有例外,譬如氟代替氧與氫碳作用,鎂代替氫與氧碳作用,而無碳有氫氧也可燃燒。

燃燒能夠產生光與熱,但燃燒並不會改變原子結構;因此,燃燒只是原子間的作用,而非原子內的作用;光是原子間關聯崩解時的粒子釋放,熱是包括粒子、原子、分子在內的衝擊波。


電是如何製造的?

動物也會製造電,如電鯰、電鰩、電鰻,牠們用體能轉換為電;人為製造的電,主要是轉換萬物的能,例如將光能、風能、水能轉換為電。

光能的轉換,是用陽光照射導體,再收集導體溢出的電子;其中,使用導體便於收集電子,而溢出電子與光波長有關,光波長愈短電溢出愈大,猶如螺旋鑽木,旋波愈短愈有力。

風能或水能的轉換,是用風能或水能帶動機械旋轉,而使機械內的磁鐵產生感應電流;如同地球因自旋而具有磁場,使磁針的電子共旋,而指向地球轉軸的兩端。

製造的電流,有直流與交流的分別,直流是因為電子的漂移,而交流是因為原子的傳導;漂移類似落葉漂流,傳導則好比牛頓搖籃。


如何讓汽車動起來?

想讓汽車動,就要有足夠的動力,目前普遍是用油電驅動引擎傳動車輪。

早年的引擎是用燃煤作為能源,並用蒸氣膨脹來驅動引擎,例如火車、蒸汽船。

現代汽車也是利用空氣膨脹來驅動引擎,只不過並非間接讓大量燃油在引擎外加熱空氣,而是直接將燃油在引擎內微量引爆,因此對能源的利用也更為徹底。

雖然燃汽排煙比燃煤好得多,但人口眾多汽車普及的今日,對自然環境的污染依然嚴重,因此,未來車輛勢必要用電能驅動;現在以充電方式為主,只要方向對,未來還有機會發明永續能源,例如發展核聚變引擎,甚至向微觀力場索力。


飛機是怎麼飛起來的?

風箏是一種人造的飛行玩具,它靠風的阻力起飛,並靠人的拉力向前,想要風箏飛高就要使風箏頭往上揚。

人造飛行器的結構,遠不如鳥類靈活,且缺乏自身動力,僅靠人力根本無法續航,因此在沒有發動機之前,人類長途自由飛行的夢想,始終未能如願。

飛行器發明史

現代飛機是從滑翔機改進而來,滑翔機結構簡單且無須動力,機翼結構主要是參考鳥類翅膀,使滑翔機能夠在空中滑行很長的距離。

當人們擁有許多成功的滑翔經驗後,在滑翔機上裝上發動機,就成為飛機的最早雛形;早期飛機是利用風扇拉動飛機,現代飛機則是利用噴射推動飛機。


埃及金字塔是如何建造的?

如果說金字塔是外星人建造的,這沒甚麼問題,因為難度不大,然而,現代人如果建這樣的金字塔會是如何?肯定不會這麼粗糙吧。

如果我們是古人,如何建造金字塔?
中國人運神木蓋宮殿、碎巨石築長城、開山川鑿運河,那些有為的君主不都如此?但即便是中國地大物博人口眾多,也能導致國家的迅速敗亡,埃及土地狹小人口稀少是怎麼辦到的?這或許才是難度所在。

目前發現最高的金字塔為埃及的胡夫金字塔,塔高146.5公尺,底部的邊長約230公尺,由一千三百萬個2.5至5噸的石頭堆砌而成。

曾有人在石中發現頭髮,而懷疑金日塔是水泥板築而成,若非整塊石頭堆砌,就更容易了,不用一萬人十年必能造就,然而,他們哪來的技術?

假設埃及法老是伏羲氏的後代子孫,八千年前伏羲氏祖居的天水已有宮殿,在四千年後蓋起金字塔一點也不突兀。

但如果金字塔真是由巨石堆成的呢?
由於金字塔的工程浩大,因此,就有採石、搬運、堆砌等主要困難,即便是現代,想完成這樣浩大的工程也相當不易。

  • 假設一:埃及人從遠處採集砂石,再漕運砂石到工地,然後逐層版築堆砌完成金字塔;如此,不須太多人力,就能完成金字塔。
  • 假設二:只有外殼才用天然石材,內在建築仍採假設一方式,需要的人力折衷,估計動員五萬十年或可完成。
  • 假設三:全部採用天然石材,就需要大量人力才有可能達成;首先得裂解採出巨石,然後鑿出大致形狀,先漕運至近處,然後多用獸力在細石路拖運以磨平石塊,再從預築的緩坡,慢慢將石塊拉上金字塔,最後再將緩坡清除即可。

金字塔即便遠不如始皇陵的細緻奢華,但如果全都採用天然石材,估計動員十萬耗時十年都未必能完成,古埃及一直無法興盛強大,或許屢屢興建金字塔就是主因。



CC BY-NC-ND 2.0

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