曾獲得1933年諾貝爾物理學獎的奧地利物理學家薛定諤( Erwin Schr?dinger )在《生命是什麽》壹書中曾說過:
「 熵 」( entropy )是指系統內部的無序程度。
宇宙運行的趨勢是「 熵增 」( increase of entropy )——無序程度的增加。
然而,人類生命存在的特點卻是「 負熵 」 ( negentropy )——從無序到有序。
人類的存在,似乎註定要和宇宙進行壹番抗爭。
比如,人類本沒有鳥類的翅膀,卻始終渴望像鳥類壹樣能夠自由飛行。
為了能飛上天,人類嘗試了數千年。
問題是,給人類壹雙翅膀,人類能飛起來嗎?
約公元前852年,傳說中壹位名叫布拉杜德( Bladud )的不列顛國王,試圖通過給自己綁翅膀的方式,模仿鳥類的飛行。結果,試驗失敗,布拉杜德不幸墜地身亡。
公元19年,王莽為了與匈奴作戰,大力網羅能人異士。當時,王莽聽說有人能飛,壹日可飛行千裏。於是王莽讓這個「 飛人 」展示自己的飛行技能。
「 飛人 」以大型鳥類的翅膀作為自己的翅膀,而後在頭上和身上都粘上了羽毛。然而,飛行數百步之後,此人還是墜落下來了。
人類的飛行夢想,從何而來?
壹種可能的猜測是:人類在大地上生存,行動能力有限,大地限制了人類的活動空間。而鳥類,可以突破大地的局限,在天空中自由地翺翔。
渴望像鳥壹樣飛翔,就是渴望自由。
宋代詩人陸遊在《大聖樂》中寫道:「 從今去,任東西南北,作個飛仙。 」
徐誌摩在散文《想飛》中寫道:「 人類最大的使命,是制造翅膀;最大的成功是飛! 」
對自由的極度渴望,讓人類對鳥類的飛行產生了好奇和企盼的心情。
這種帶有好奇與企盼的心情又驅使著人類不斷地追求飛行的夢想。
但問題的關鍵是:人類到底怎樣才能飛上天呢?
鳥類扇動翅膀就能飛行,這種飛行方式被稱為 「撲翼飛行」 ( Flight by Flapping Wings ),其特點是飛行所需的「 推力 」和「 升力 」,全部由扇動翅膀來提供。
那麽,如果給人裝上翅膀,是不是人類就能像鳥壹樣飛行呢?
要麽,把鳥的翅膀裝在人身上;要麽,就自己動手做壹雙翅膀。
英國人布拉德和王莽時期的「 飛人 」案例,都是將鳥類的翅膀安裝在人身上。但最終,都以失敗告終。
然而,人類想要制造翅膀飛上天空的夢想,卻從未因幾個人的失敗而被拋棄。
裝上鳥的翅膀沒有飛起來,那就靠人類自己來制造。
自己制作翅膀讓人飛起來了固然好,可如若失敗呢?那很可能壹命嗚呼。
所以,古人的思路是,先嘗試讓其他東西飛起來。
古籍記載,春秋戰國時期,墨子和公輸班都曾制作過飛行工具。雖然飛行時間不長,但仍具有重大意義。
東晉時期的葛洪,也曾記載過壹種名為「 飛車 」的飛行工具。
不過,由於記載不詳細,目前還不能準確了解葛洪所說的「 飛車 」究竟是以什麽原理飛行的,以及「 飛車 」能否真的能飛起來等問題。
明朝時,萬戶曾以綁著47支煙花的椅子作為飛行器,試圖飛上天空。
然而,煙花點燃之後,萬戶和他的椅子便壹起消失了。
嘗試「 上天 」的不僅有中國人,外國人也在想方設法「 上天 」。
文藝復興三傑之壹的達芬奇( Leonardo da Vinci ),就曾試圖設計人造翅膀來模擬鳥類的飛行。
達芬奇模仿鳥類設計的飛行器,依舊沒有讓人類成功飛起來。
時間已過去兩千年,給人類裝上翅膀飛起來的夢想還是未能實現。
是翅膀不夠大?還是人類太重?
亦或是這根本就是壹件不可能的事情?
17世紀時,意大利生理學家、物理學家博雷利( Giovanni Alfonso Borelli )對鳥類的飛行進行了更為深入的研究。
博雷利經過研究得出結論: 人類不可能通過模仿鳥類扇翅膀的方式飛起來,主要原因是人的體力不允許。
他提出假設——如果人想要如鳥類壹樣飛行,就必須有寬1.8米的胸腔,否則人類根本無法支撐起扇動翅膀所需要的肌肉力量。
博雷利雖然給出了結論,卻還是未能從 「空氣動力學」 ( Aerodynamics )的角度揭露人不能依靠翅膀飛行的原理。
直到1809年,英國科學家喬治·凱利( George Cayley )發表《論空中航行》( On Aerial Navigation )壹文,人類才真正搞清楚,為何自己不能像鳥類壹樣依靠扇動翅膀飛行。
凱利認為,鳥類翅膀的扇動,可以同時提供飛行所需的「 推力 」和「 升力 」。而人類模仿鳥類所安裝的翅膀,則不能同時提供這兩種力。
對於人類而言,只有將「 推力 」和「 升力 」的動力來源分開,才有可能飛行( 現代的飛機,由發動機提供「推力」,機翼提供「升力」。飛機前進時,空氣逆向流過機翼,機翼上方的氣流壓強小於機翼下方,因此產生壓強差,產生向上的「升力」 )。
這種「 推力 」和「 升力 」分開的方式,被稱為 「固定翼飛行」 ( Flight by Fixed-wing )。
凱利之後,人類調整了實現飛行夢想的思路——從「 撲翼飛行 」的研究,開始轉向「 固定翼飛行 」的研究。
在掌握了飛行的基本原理之後,凱利開始進行固定翼飛行工具的設計。
從飛行方式的角度來講,鳥類的飛行方式有兩種:壹種是撲翼飛行;另壹種是滑翔飛行(Glide flight)。
撲翼飛行的可能性被凱利否定後,能嘗試的飛行思路便只有第二種。
凱利設計的滑翔機( Glider ),正是借鑒了鳥類飛行的滑翔姿態。
凱利開啟了制造滑翔機的先河,但並沒有進行大量的試飛。試飛這壹任務,後來由德國人奧托·李林塔爾( Otto Lilienthal )來完成。
1891年開始,李林塔爾就開始了飛行試驗。1891年到1896年之間,李林塔爾壹***完成試飛2000余次。
人類對飛行夢想的追求,總是伴隨著偉大生命的雕零。
不過,李林塔爾生前已將自己的飛行經驗發表在了《大氣物理與物理學雜誌》( Zeitschrift für Luftschifffahrt und Physik der Atmosph?re )和《普羅米修斯》( Prometheus )上,啟發了後人繼續 探索 飛行領域。
此後,人們迎來了人類飛行史上真正為人所熟知的兩個人——萊特兄弟( Wright brothers:Wilbur Wright and Orville Wright )。
但鮮為人知的的是,萊特兄弟之所以能夠開啟人類飛行的新紀元,是因為他們 吸收了凱利的理論和李林塔爾的2000多次的試飛經驗 。這點可以從萊特兄弟說過的話中得到印證:
萊特兄弟之後,壹位名叫馮如的中國人,也進行了多次飛行試驗。
「 馮如1號 」試驗成功後,馮如回國,創辦了「 廣東飛行器公司 」。
然而,就在馮如的飛行事業發展得如火如荼之時,他本人卻在1912年的飛行表演中,因飛機墜毀離世,享年僅29歲。
在萊特兄弟、馮如的時代過去後,人類飛行事業的發展,步入了技術爆炸時期。
20世紀的100年中,人類在飛行領域取得的成就,遠遠超過以往幾千年的努力。
毫無疑問,這些飛行成就的取得,要歸功於固定翼飛行方式的普及。
人類雖然暫時擱置了撲翼飛行的方式,但終於卻憑借固定翼飛行的方式「 上了天 」。
然而,撲翼飛行的夢想,卻始終在人類的內心深處藏匿著。
在固定翼飛行大獲成功的時候,還是有部分科研人員和飛行愛好者將目光投向了撲翼飛行。
上文提到的李林塔爾,不僅利用滑翔機開展飛行試驗,還制作了人力驅動的撲翼飛行器。
李林塔爾之後,人類又制造了五花八門的撲翼飛行工具。
盡管從20世紀到21世紀,出現了各式各樣的撲翼飛行工具,但這些飛行工具呈現出的結果距離人類古老的撲翼飛行夢想的實現,還有很遠的距離。
鳥類的撲翼飛行,是自然界中最優的飛行方式,這是鳥類自然選擇和進化的結果。
人類想要模仿這種飛行方式,無異於是在模仿自然的力量。人類既追求飛行的自由,也追求模仿自然的自由。
只不過,前壹種自由似乎更難實現。
因此,現代科研人員將撲翼飛行的研究重點,放在了「 微型撲翼飛行器 」( Micro Ornithopter )( 大小和昆蟲、小鳥接近的撲翼飛行器 )的研究當中。
嚴格來講,撲翼飛行依然在試驗當中,人類的飛行夢想至今仍是壹個夢。
盡管人類已通過種種形式飛上了天空,但這並不是那個夢想最初的樣子。
扇動翅膀就能飛翔,才是最理想、最自由的飛行方式。
這種「不可能的自由」,讓壹代又壹代人不惜以生命為代價去追求。
在希臘神話當中,克裏特島( Crete )的國王米諾斯( Minoans )將伊卡洛斯( Icarus )和他的父親囚禁在壹所迷宮當中。
為了出逃,這位父親用蠟將鳥的翅膀粘在伊卡洛斯身上,並告誡伊卡洛斯不能飛得太高,否則太陽會讓蠟融化。
然而,伊卡洛斯飛出迷宮之後,沈浸在飛行的愉快當中。這種愉悅讓他忽視了父親的警告,忽視了飛得更高可能摔死的命運。
結果,伊卡洛斯越飛越高,最終導致蠟融化、翅膀掉落,自己也墜海身亡。
現如今,人類不僅飛上了天空,還飛向了茫茫的太空。
人類不僅實現了太空漫步,還親自登上了月球,並且將探測器送上了火星。
這壹切成就,都源自那個古老的飛行夢想。
盡管這個夢想曾經看起來是那樣的遙不可及。
但是,哪怕付出慘痛的代價,哪怕和命運鬥爭、和宇宙做鬥爭,人類也要追求飛行的自由。
畢竟,「 以負熵為生 」是人類生命的特點。
這,正是渺小人類的偉大之處。