燕子笑着飞过
狄塞尔并非个例。各种梦想和技术理想激发了20世纪其他重要的技术进步,从特斯拉对“电力革命”的贡献[8]到20世纪头十年最重要的发明之一——由苯或汽油发动机驱动的飞机。那时,引领发展的理想不是某个理论概念,如发动机的等温膨胀,而是对鸟类飞行的日常观察。由于古往今来人们对鸟类的飞翔十分着迷,人们通常认为以往各种徒劳的飞行实验构成了飞机的祖辈:希腊的伊卡洛斯传说、一个中世纪穆斯林发明家为自己制造翅膀的故事、达·芬奇的演绎性绘画,以及乔治·凯莱爵士(Sir George Cayley)从18世纪90年代到1852年在英国制造的一系列出色的滑翔机。
凯莱的工作理应得到更多的认可,而另一位在德国接受教育的工程师奥托·冯·李林塔尔(Otto von Lilienthal)最充分地对有翼装置进行了认真的科学研究,并使其最大程度地得到了发展。李林塔尔年轻时,曾用基于鸟类翅膀的模型做过实验,后来他回过头来研究这一主题,在1889年出版了一本关于鸟类飞行和翅膀结构的书。1891年,他转而进行现在被称为悬挂式滑翔机(hang gliders)的实验——他从柏林附近的一个小山坡上出发,自行滑翔。当时他的飞行距离仅限100至250米,但他慢慢学会了如何控制滑翔机,并为此试验了襟翼(flap)和升降舵(elevator)。5年中他进行了许多次飞行,但最终在1896年时由于滑翔机坠毁而去世。
李林塔尔带来的影响是巨大的,部分原因是他的技术著作得到翻译,同时广为流传,部分原因是一些效果奇佳的照片记录了他的飞行经历。这些照片说服了人们,在实现动力飞行(powered flight)之前,有必要了解滑翔,并改进滑翔机的设计和控制。[9]
苏格兰工程师珀西·皮尔彻(Percy Pilcher)就是受到李林塔尔的影响和启发的人之一,他在1895年制造了自己的第一架滑翔机(但在试飞前拜访了李林塔尔)。在美国,奥维尔(Orville)和威尔伯·莱特(Wilbur Wright)高度赞扬了李林塔尔的工作,并在设计他们的飞机时使用了他的鸟翼和滑翔机蓝图,此外他们还观察到秃鹰如何扭动翅膀来控制飞行。[10]1903年,莱特兄弟首次成功进行了短距离动力飞行,使用的是由小型苯燃料马达驱动螺旋桨的双翼飞机。在上述这些工作中,商业动机都不怎么显著,而且当时也很难预见飞机后来会获得巨大的经济收益。尽管莱特兄弟曾希望能带动运动员的兴趣来购买飞机,但直到20世纪20年代,飞机在美国都没有什么市场。但在欧洲,日益增长的战争威胁刺激了人们对飞行载具的军事潜力的兴趣(最初,人们设想的是用飞行器进行观察,而非轰炸),到第一次世界大战爆发时,英国、法国和德国政府已经购买了几百架飞机。[11]然而,李林塔尔是被激情驱使而前行的,无关利益;他是一个梦想家,追求的是自年轻时就有的志向,他在写作中很清楚地表达了自己的愿景。他说,对飞行的“渴望”使他无法停歇,“一只大鸟,在我们头顶上盘旋,在我们心中激起了像它那样在天空中翱翔的欲望”;但是,一旦人们试图将他们的知识应用于实际的飞行实验时,“可叹我们的笨拙就会淋漓尽显,燕子大笑着从我们头顶掠过”。(https://www.daowen.com)
那个从铁路工程转行建造埃菲尔铁塔的男人,后来又开始从事飞机设计事业——也许这种转行也不再令人惊讶了。铁路一度是许多直白的征服梦想的主题,而埃菲尔铁塔将这一事业带入了第三个层面。古斯塔夫·埃菲尔已经对高架铁路桥上的空气动力和风压问题产生了浓厚兴趣,而铁塔则以更尖锐的形式提出了同样的问题。1906年,他在塔脚下建造了一个先驱性的风洞,并利用这个风洞开展了许多关于飞机机翼的实验。这项研究使人们首次清晰地认识到机翼周围的气流是如何产生升力的,紧接着,埃菲尔测试了许多飞机的模型,并推演出了螺旋桨设计的数学理论。
埃菲尔认为该塔是他最伟大的作品。作为1889年巴黎国际博览会的宏伟入口,它被描述为“那时的‘登月计划’,将技术革新推进到一个理智又荒谬的境地”,以象征法国国家成就和一种“工业伊甸园”的感觉。[12]虽然距离真正的人类登月计划还有80年的时间,但从概念上讲,这个计划已经不远了。甚至在3个世纪前的第一次科学革命期间,当人们还在探索着理解月球在天上的运动时,登月的理论可能性已经成为人们的梦想——开普勒在1609—1610年如是说。一旦飞机开始飞行,其他形式的飞行也就变得顺理成章,而欧洲军队在19世纪上半叶使用的火箭就是一个明显的例子。早在1923年的德国,赫尔曼·奥伯特(Hermann Oberth)就出版了一本关于太空火箭的书。这本书推动了一个倡议太空旅行的协会于1927年成立。两年后,该协会获得了一位热情高涨的新成员——名叫韦恩赫尔·冯·布劳恩(Wernher von Braun)的少年。[13]
冯·布劳恩是另一个梦想家,他年轻时选择了工程学课程,从而拥有了适合研究太空旅行可能性的技术背景。他积极参加航天协会非常重要的火箭实验工作。当这些工作在1932年被德国军队接管时,他选择为军队工作,因为制造武器似乎是进入太空的唯一可用的垫脚石。军队研究项目的成果是V-2火箭,在第二次世界大战接近结束时用于轰炸英国城市。在1942年V-2火箭首次成功飞行后,冯·布劳恩欣喜若狂,似乎完全忘记了战争。“我们第一次用自己的火箭入侵了太空……我们已经证明了火箭推进在太空旅行中是可行的。”1969年,由冯·布劳恩及其团队设计的火箭已改成为美国效力,为人类首次登陆月球奠定了基础。[14]