给你一双翅膀,你也飞不起来?

如题所述

第1个回答  2022-08-09

曾获得1933年诺贝尔物理学奖的奥地利物理学家薛定谔( Erwin Schrödinger )在《生命是什么》一书中曾说过:

「 熵 」( entropy )是指系统内部的无序程度。

宇宙运行的趋势是「 熵增 」( increase of entropy )——无序程度的增加。

然而,人类生命存在的特点却是「 负熵 」 ( negentropy )——从无序到有序。

人类的存在,似乎注定要和宇宙进行一番抗争。

比如,人类本没有鸟类的翅膀,却始终渴望像鸟类一样能够自由飞行。

为了能飞上天,人类尝试了数千年。

问题是,给人类一双翅膀,人类能飞起来吗?

约公元前852年,传说中一位名叫布拉杜德( Bladud )的不列颠国王,试图通过给自己绑翅膀的方式,模仿鸟类的飞行。结果,试验失败,布拉杜德不幸坠地身亡。

公元19年,王莽为了与匈奴作战,大力网罗能人异士。当时,王莽听说有人能飞,一日可飞行千里。于是王莽让这个「 飞人 」展示自己的飞行技能。

「 飞人 」以大型鸟类的翅膀作为自己的翅膀,而后在头上和身上都粘上了羽毛。然而,飞行数百步之后,此人还是坠落下来了。

人类的飞行梦想,从何而来?

一种可能的猜测是:人类在大地上生存,行动能力有限,大地限制了人类的活动空间。而鸟类,可以突破大地的局限,在天空中自由地翱翔。

渴望像鸟一样飞翔,就是渴望自由。

宋代诗人陆游在《大圣乐》中写道:「 从今去,任东西南北,作个飞仙。 」

徐志摩在散文《想飞》中写道:「 人类最大的使命,是制造翅膀;最大的成功是飞! 」

对自由的极度渴望,让人类对鸟类的飞行产生了好奇和企盼的心情。

这种带有好奇与企盼的心情又驱使着人类不断地追求飞行的梦想。

但问题的关键是:人类到底怎样才能飞上天呢?



鸟类扇动翅膀就能飞行,这种飞行方式被称为 「扑翼飞行」 ( Flight by Flapping Wings ),其特点是飞行所需的「 推力 」和「 升力 」,全部由扇动翅膀来提供。

那么,如果给人装上翅膀,是不是人类就能像鸟一样飞行呢?

要么,把鸟的翅膀装在人身上;要么,就自己动手做一双翅膀。

英国人布拉德和王莽时期的「 飞人 」案例,都是将鸟类的翅膀安装在人身上。但最终,都以失败告终。

然而,人类想要制造翅膀飞上天空的梦想,却从未因几个人的失败而被抛弃。

装上鸟的翅膀没有飞起来,那就靠人类自己来制造。

自己制作翅膀让人飞起来了固然好,可如若失败呢?那很可能一命呜呼。

所以,古人的思路是,先尝试让其他东西飞起来。

古籍记载,春秋战国时期,墨子和公输班都曾制作过飞行工具。虽然飞行时间不长,但仍具有重大意义。

东晋时期的葛洪,也曾记载过一种名为「 飞车 」的飞行工具。

不过,由于记载不详细,目前还不能准确了解葛洪所说的「 飞车 」究竟是以什么原理飞行的,以及「 飞车 」能否真的能飞起来等问题。

明朝时,万户曾以绑着47支烟花的椅子作为飞行器,试图飞上天空。

然而,烟花点燃之后,万户和他的椅子便一起消失了。

尝试「 上天 」的不仅有中国人,外国人也在想方设法「 上天 」。

文艺复兴三杰之一的达芬奇( Leonardo da Vinci ),就曾试图设计人造翅膀来模拟鸟类的飞行。

达芬奇模仿鸟类设计的飞行器,依旧没有让人类成功飞起来。

时间已过去两千年,给人类装上翅膀飞起来的梦想还是未能实现。

是翅膀不够大?还是人类太重?

亦或是这根本就是一件不可能的事情?

17世纪时,意大利生理学家、物理学家博雷利( Giovanni Alfonso Borelli )对鸟类的飞行进行了更为深入的研究。

博雷利经过研究得出结论: 人类不可能通过模仿鸟类扇翅膀的方式飞起来,主要原因是人的体力不允许。

他提出假设——如果人想要如鸟类一样飞行,就必须有宽1.8米的胸腔,否则人类根本无法支撑起扇动翅膀所需要的肌肉力量。

博雷利虽然给出了结论,却还是未能从 「空气动力学」 ( Aerodynamics )的角度揭露人不能依靠翅膀飞行的原理。

直到1809年,英国科学家乔治·凯利( George Cayley )发表《论空中航行》( On Aerial Navigation )一文,人类才真正搞清楚,为何自己不能像鸟类一样依靠扇动翅膀飞行。

凯利认为,鸟类翅膀的扇动,可以同时提供飞行所需的「 推力 」和「 升力 」。而人类模仿鸟类所安装的翅膀,则不能同时提供这两种力。

对于人类而言,只有将「 推力 」和「 升力 」的动力来源分开,才有可能飞行( 现代的飞机,由发动机提供「推力」,机翼提供「升力」。飞机前进时,空气逆向流过机翼,机翼上方的气流压强小于机翼下方,因此产生压强差,产生向上的「升力」 )。

这种「 推力 」和「 升力 」分开的方式,被称为 「固定翼飞行」 ( Flight by Fixed-wing )。

凯利之后,人类调整了实现飞行梦想的思路——从「 扑翼飞行 」的研究,开始转向「 固定翼飞行 」的研究。



在掌握了飞行的基本原理之后,凯利开始进行固定翼飞行工具的设计。

从飞行方式的角度来讲,鸟类的飞行方式有两种:一种是扑翼飞行;另一种是滑翔飞行(Glide flight)。

扑翼飞行的可能性被凯利否定后,能尝试的飞行思路便只有第二种。

凯利设计的滑翔机( Glider ),正是借鉴了鸟类飞行的滑翔姿态。

凯利开启了制造滑翔机的先河,但并没有进行大量的试飞。试飞这一任务,后来由德国人奥托·李林塔尔( Otto Lilienthal )来完成。

1891年开始,李林塔尔就开始了飞行试验。1891年到1896年之间,李林塔尔一共完成试飞2000余次。

人类对飞行梦想的追求,总是伴随着伟大生命的凋零。

不过,李林塔尔生前已将自己的飞行经验发表在了《大气物理与物理学杂志》( Zeitschrift für Luftschifffahrt und Physik der Atmosphäre )和《普罗米修斯》( Prometheus )上,启发了后人继续 探索 飞行领域。

此后,人们迎来了人类飞行史上真正为人所熟知的两个人——莱特兄弟( Wright brothers:Wilbur Wright and Orville Wright )。

但鲜为人知的的是,莱特兄弟之所以能够开启人类飞行的新纪元,是因为他们 吸收了凯利的理论和李林塔尔的2000多次的试飞经验 。这点可以从莱特兄弟说过的话中得到印证:

莱特兄弟之后,一位名叫冯如的中国人,也进行了多次飞行试验。

「 冯如1号 」试验成功后,冯如回国,创办了「 广东飞行器公司 」。

然而,就在冯如的飞行事业发展得如火如荼之时,他本人却在1912年的飞行表演中,因飞机坠毁离世,享年仅29岁。

在莱特兄弟、冯如的时代过去后,人类飞行事业的发展,步入了技术爆炸时期。

20世纪的100年中,人类在飞行领域取得的成就,远远超过以往几千年的努力。

毫无疑问,这些飞行成就的取得,要归功于固定翼飞行方式的普及。

人类虽然暂时搁置了扑翼飞行的方式,但终于却凭借固定翼飞行的方式「 上了天 」。



然而,扑翼飞行的梦想,却始终在人类的内心深处藏匿着。

在固定翼飞行大获成功的时候,还是有部分科研人员和飞行爱好者将目光投向了扑翼飞行。

上文提到的李林塔尔,不仅利用滑翔机开展飞行试验,还制作了人力驱动的扑翼飞行器。

李林塔尔之后,人类又制造了五花八门的扑翼飞行工具。

尽管从20世纪到21世纪,出现了各式各样的扑翼飞行工具,但这些飞行工具呈现出的结果距离人类古老的扑翼飞行梦想的实现,还有很远的距离。

鸟类的扑翼飞行,是自然界中最优的飞行方式,这是鸟类自然选择和进化的结果。

人类想要模仿这种飞行方式,无异于是在模仿自然的力量。人类既追求飞行的自由,也追求模仿自然的自由。

只不过,前一种自由似乎更难实现。

因此,现代科研人员将扑翼飞行的研究重点,放在了「 微型扑翼飞行器 」( Micro Ornithopter )( 大小和昆虫、小鸟接近的扑翼飞行器 )的研究当中。

严格来讲,扑翼飞行依然在试验当中,人类的飞行梦想至今仍是一个梦。

尽管人类已通过种种形式飞上了天空,但这并不是那个梦想最初的样子。

扇动翅膀就能飞翔,才是最理想、最自由的飞行方式。

这种「不可能的自由」,让一代又一代人不惜以生命为代价去追求。

在希腊神话当中,克里特岛( Crete )的国王米诺斯( Minoans )将伊卡洛斯( Icarus )和他的父亲囚禁在一所迷宫当中。

为了出逃,这位父亲用蜡将鸟的翅膀粘在伊卡洛斯身上,并告诫伊卡洛斯不能飞得太高,否则太阳会让蜡融化。

然而,伊卡洛斯飞出迷宫之后,沉浸在飞行的愉快当中。这种愉悦让他忽视了父亲的警告,忽视了飞得更高可能摔死的命运。

结果,伊卡洛斯越飞越高,最终导致蜡融化、翅膀掉落,自己也坠海身亡。

现如今,人类不仅飞上了天空,还飞向了茫茫的太空。

人类不仅实现了太空漫步,还亲自登上了月球,并且将探测器送上了火星。

这一切成就,都源自那个古老的飞行梦想。

尽管这个梦想曾经看起来是那样的遥不可及。

但是,哪怕付出惨痛的代价,哪怕和命运斗争、和宇宙做斗争,人类也要追求飞行的自由。

毕竟,「 以负熵为生 」是人类生命的特点。

这,正是渺小人类的伟大之处。

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