第8章
我们已经讨论了轮子、滑轮和杠杆。现在我希望您了解由若干个环组成的螺旋,其功能是支撑重物。如果这些环是完整的圆圈,这样就将一个环的开始部分切断并连接到另外一个环的结束部分,然后很显然,任何通过这个环而移动的重物就既不会向上,也不会向下,而是在一个单一的平面上在圆环中移动。因而,一个杠杆可以被用来强迫重物顺着倾斜的环移动。再一次,如果这些环有一个短的圆周,比较接近轴心,那么当然这个重物就可以用一个较短的杠杆和较小的气力来被移动。
这里我不能够回避一些我不希望招致评论的东西。如果你成功地使一个重物的基底——只要是一位工匠的双手和技能可以做到的——不再比一个点更大,并且能够推着它沿着一个坚固的表面移动,而没有因其移动而以任何方式接触地面,那么我敢说,你将有能力移动一艘阿基米德的船,或者表演出任何你所希望演示的类似绝技。79但是,把这个问题搁置一边吧。
上面所谈到的每一种装置,其本身在移动重物方面都是非常有效的。但是,如果将它们组合在一起,它们就会有令人惊讶的效果。人们发现德国各地的年轻人都会穿着底部有一个薄而非常直的铁制刀片的鞋在冰面上玩耍:只要轻轻一推,他们就以一种甚至是最快的鸟也不能与之相比的速度滑过冰的表面。80由于重物也可以如此的被拖拽、被推进,或被携带,因此它可能在保证那些重物在被用绳索拉拽,被杠杆推进,或被轮子承载,以及类似的情况下可能是有用的。这些装置是如何被结合在一起使用的这一点是明显的。但是,使用任何一种这样的装置,总是一定要有一些物体,一些非常坚硬和牢固的物体,起作用就好像是这个装置的稳定的锚一样,围绕着这个锚,每一样其他东西都在移动。如果这个重物是被拖拽的,一定总是要有一些其他更重的重物,通过它使这个机械的各个环节变得更为可靠。如果没有这样一个现成的重物,就用一个坚实的,有三个库比特长的铁桩深深地楔入坚硬的土地中,并在其周围交叉放置一些厚木板来强固它。你的滑车或绞盘的链条必须绑在从地面上突出出来的铁桩的端头。然而,如果这里的土壤是砂质的,就要放置一根极长的梁,以形成一个表面,然后在一端将链条紧紧地绑缚其上,就像你在铁桩上所做的那样。
通过三线绳索和两个滑轮,并将一根线固定在地面上,来支撑重量
我应该提到某种那些没有经验的人不会相信的事情,除非他们具有充分的理解力。在一个水平的平原上拖拽两件重物要比拖拽一件更为容易一些。这就是为什么。将第一件重物沿着一个为其铺置的表面移动到其尽端,然后用楔子将这件重物锚固,这样它就变得稳固了;一旦它被以这种方式固定了下来,就在其上附加一个机械,这样就可以向前拖拽第二件重物。因此,移动中的重物可以沿着相同的表面被拉动,就好像是被与它相同的,但却被锚固的重物所拉着行进的一样。
如果要将一件重物提升起来,最为容易的方法是用一根梁,或一根非常强劲的桅杆。我们将其以如下方式树立起来:将桅杆的根部紧紧地绑缚在一个木桩,或是其他稳固的物体上。在桅杆的顶部至少拴三条绳索,然后将绳索延伸,一条朝右,一条朝左,第三条沿着梁或桅杆的长度方向。然后,在距桅杆根部有一定距离的地方,将一组滑轮或绞盘稳固地固定在地面上,并通过滑轮或绞盘来拉动第三条绳索。由于绳索从头到尾都被拉紧了,桅杆也将被拉得将自身抬升了起来。然后,用两根绳索就像缰绳一样绑在桅杆的两端,我们控制住桅杆,这样它就以我们所选择的任何角度或重物位置所需要的任何方向而被斜倚着树立起来。两条侧面的绳索一定要在每一侧以如下的方式加以拴固,因为不再有更大的现成重物来为其提供保障了。挖一个深深的,方形的孔洞;在孔洞的中央放置一根树干;在这根树干上系上绳索,这样,它们就有一种从地面向外拔的力;在树干的顶部横放一块木板;然后,将孔洞用土填实,并将其压紧;如果你把填土弄得潮湿一些,就会有更强的稳固性。至于其他的部分,按照我们在平坦表面所给出的建议进行:将滑车绑缚在梁和重物本身的端头,在根部固定一个绞盘,或其他类似的机械,这种机械是依据杠杆原理而制作的。
有一点是基本的,当使用任何这类机械时,要观察如下的规则:当移动巨大的重物时,不要使用太小或太脆弱的机械。所用绳索、撬棍和任何其他来移动重物的东西,其长度就意味着脆弱的程度,因为长天生就与细弱联系在一起,而粗厚则是从简短中衍生出来的。如果那绳索过细,它的强度可以通过滑轮的使用而得以加倍。如果绳索太粗,使用较大的滑轮来防止绳子被较小滑轮的边棱部分所割断。轮轴应该是铁的,在粗细方面应该不小于滑轮半径的六分之一,并且不大于其直径的八分之一。
由一根柱子,一些绳索,若干滑轮和绞盘组成的滑车式提升机
如果绳索是潮湿的,就能够起到防止因摩擦或运动而产生的燃火的保护作用;在滑轮中它也会变得更好,较少受到磨损的可能。为了这样一个用途,使用醋要比使用水更好,而使用盐水要比使用含有硫磺的水更好。81若将绳索放在清水中浸泡后,再放在阳光下加热,绳索将会很快腐烂。将绳索扭成股比将其打成结要更安全一些。始终要小心的是不要将绳索与绳索垂直交叉地绑在一起。古人习惯于将他们绳索的第一个结绑在铁棒上来加以保护。为了抬升重物,特别是石头,他们使用铁制的钳状物。这些钳形物的形状被制成像字母X的样子,两个较短的臂向内叉,以形成一个像螃蟹的爪子一样的形式来抓取重物。它们的顶端附有两个环,通过这两个环,绳子可以穿过并加以绑缚,因而,当绳子被拉紧的时候,钳形物就会紧紧地抓住物体。
抓提重物的钳形物
用于impleola 的提升装置
我们已经注意到那些大的石块,特别是这些石柱常常具有光洁滑润的表面,留出一些向外凸伸的钉子一样的结。绳子就绑在这些结上,以防止它们滑动。同样也是一体化的,特别是在檐口部位的,是吊楔[46][impleola](如我所称之为的)82,是用如下的方式建造的。在石头上凿一个孔洞,其形状像是一个空的钱包,按照石头的需要做出若干个手掌的大小,其口部要窄小一些,而其内部要宽大一些(我们曾经见过有一尺深的这样的吊楔孔)。然后,在这里面灌入铁楔,铁楔两侧的形状就像字母D一样83;这些是先被嵌入的,然后就填充吊楔的两侧,而中间的铁楔是最后才被嵌入的,以填充前面两个之间的空隙。每一个铁楔的耳朵从空穴中向外伸出。一根铁销子穿过这些械耳的孔洞将一根把柄固定在上面,在把柄之上,可以绑缚绳索来拖拽重物。
下面是如何将绳索绑在柱子、门框和其竖直放置的物件的方法。用一个铁或木制的支柱,其强度与大小要与石头的大小相匹配。然后,在一个适当的地方,围绕柱子将其绑缚在上面,从而能够将柱子抓紧;然后通过一些长而细的楔子,使用一个轻的木槌,将其楔入而绷紧;最后,在这根支柱上绑一根绳子作吊索。用这种方法,既不会使石头因吊楔而留下疤痕,也不会使紧系的绳索伤害到石头的边棱。进一步来讲,这种捆绑物体的方式,比起任何其他的方式来,更为直截了当,更便于实践,也更为可靠。
在别的地方我们将更为充分地讨论与这种设施有关的问题。但是,在这里我们仅仅需要考虑这种机械是作为一种拥有双手的极其强壮的动物形式,一种几乎可以像我们自己一样来移动重物的动物。因此,这些机械一定会有更多同样的肢体、肌肉,在我们需要压或推或拉或承托的时候,会用到它们。这里有一个忠告:无论何时你打算移动一件巨大的重物,最好要逐渐地接近这个任务,要小心谨慎,要因时因地,由于有各种不可预料的和无法挽回的意外和危险,会时时困扰着这件工作,甚至连那些有经验的人也难以预料。如果你按照你的计划去实施并获得了成功,你也不会因为你的能力而受到多少尊敬而赞扬,但是,如果一旦失败,对于你的鲁莽的轻蔑和谴责则会接踵而至。关于这一问题就谈这么多了;现在我将转向表层的主题。