内燃机的发明

内燃机的发明

今天，天空中飞的飞机，地面上行驶的汽车，已是人们最常用的交通工具。汽车、飞机的出现是继火车、轮船之后，人类交通运输史上的又一巨大飞跃。你可能会好奇地问：中国是四大发明的故乡，为何没有最先发明汽车和飞机呢？

的确，汽车和飞机最初都是由外国人发明的，但汽车和飞机关键的动力部分——内燃机的雏型，却最早出现在中国。1332—1351年间，我国发明了世界上第一尊大炮。分析大炮的结构，你会发现：炮筒相似于气缸，炮弹相似于活塞，炸药相似于燃料，雷管的引燃又类似于汽油机火花塞点火，火药在炮筒内爆炸射出炮弹这个过程正好比内燃机完成了一个冲程。真是太妙了！这不正是往复活塞式内燃机的原理吗？也许当时发明大炮的人并不曾有这样深刻的认识，但可以肯定，我国发明的大炮，为内燃机的发明者提供了重要的启示。

1.从蒸汽机到内燃机

蒸汽机与内燃机都属于“热机”，即都是把热能转化为机械能的发动机，所以也称为热力发动机。

18世纪蒸汽机的发明，出现了人类历史上第一次技术革命，改变了整个世界的面貌。但后来蒸汽机的许多缺点也明显地暴露出来，它已不能满足人们不断增长的需要了。蒸汽机的缺点很多，比如，由于必须有锅炉，它的体积庞大而笨重，燃料的热能要传给蒸汽后，再转化成机械功，效率很低。蒸汽机的缺点跟锅炉和气缸分离有关，也就是跟在汽缸外部的燃料方式有关，这种燃料方式简称外燃。早在蒸汽机发明的同时，就有人设想，把外燃改做内燃，即不用蒸汽做工作介质，利用燃烧后的烟气直接推动活塞运动，把锅炉和气缸合并起来，这就是内燃机。

早在1680年，荷兰物理学家惠更斯就提出利用火药的爆燃来推动活塞做功的设想，但他一直没有搞出来。100年过去了，1794年时，英国人斯垂特提出了一种采用燃料与空气混合的内燃机方案。当时斯垂特设想的燃料还不是汽油，而是松节油或柏树油，但他并没有造出这种机器来。1799年时，法国的一位化学家莱蓬又提出了新的用煤气做燃料的内燃机的设想，并准备采用电火花点火，不过也没有实现。

1820年，英国人赛歇尔提出了关于“以氢煤气为燃料的内燃机方案”，据说其模型在实验室中获得运转。但到此为止，设计者们在实践中还没有摆脱真空发动机的框框，即直接利用燃烧爆发的压力来推动活塞做功的内燃机还没有出现过。

在1860年前后，也就是瓦特发明近代蒸汽机近百年的时候，关于内燃机的设想很多，但是实际造出来的却很少，一些制造出的内燃机既笨重，效率又低，很不实用。内燃机的发明之所以困难，主要有以下两个原因：

一是当时人们对内燃机的工作原理的研究相当少，还没有找到提高效率的途径。当时的人们已注意到，要想发展内燃机，必须有更加深入的理论来指导。当时还没有一位内燃机制造者能够做出正确的回答。显然，科学拖了技术的后腿，内燃机技术的发明，迫切需要有正确的理论指导。另一方面，内燃方式会引起与燃料有关的很多问题。例如，煤很难在短时间里迅速燃烧，产生推动活塞运动的具有一定压力的气体；用煤气做燃料，受气源的限制很大，效率低，很不经济。直到石油工业发展以后，即出现了汽油、柴油之后，内燃机才有了合适的燃料。

后来究竟是谁先完成了内燃机的发明工作的呢？至今这个问题世界上还有争论，法国和德国都分别认为他们是内燃机的发明国。一般公认，德国的雷诺是第一个制成实用内燃机的人，1860年，他制成了一部二冲程，无压缩，电点火的煤气机，但这只是向现代内燃机迈进了重要的一步。

2.智慧的探索

历史上最先提出热机的热效率问题，并认真做了研究的人是法国的工程师卡诺。据说，卡诺是一位兴趣十分广泛的人，他研究过许多问题，在这一点上他似乎与美国著名发明家爱迪生很相象。但可惜的是，卡诺在36岁时不幸死于霍乱瘟疫，又因为按照当时的风俗习惯，他遗留下来的东西物品，包括他的笔记、文稿全部被烧掉了，所以，关于他的许多研究结果，无法查寻考证。仅在1878年发现了他的23页残存的笔记。笔记中提到：“热不过是动力，或者更确切地说，不过是改变了形式的运动。”“在自然界中，动力在量上是不变的，准确地说，它是不生不灭的。”这就是早期表述能量守恒的言论。

据考证，卡诺一生中只出版过一本著作，就是1824年出版的《关于火的动力的考查》。在这本书中，卡诺并不像一些人所想象的那样，他不仅没有详尽无遗地描述一部现实的蒸汽机，也没有用经验的方法，去记录许多部蒸汽机表面上的共同点，而是探讨了热力学的问题，提出了热机循环和可逆的概念，即“卡诺循环”和“卡诺定理”。

如提到：“任何一种热机都有一个效率极限，这同所使用的工作物质无关，只取决于锅炉和冷凝器之间的温度差。”这为以后热力学定律的建立奠定了重要的基础，为解决热机效率这个重大问题开创了道路。可是非常遗憾，卡诺的著作当时并没有引起人们的注意。直到1850年，这本书的创造思想，才被人们所公认和接受。

在卡诺之后，许多人都在热力学的研究方面做出过贡献。到19世纪中叶，由于实践的需要，已经有不少人接触到能量守恒这个问题，卡诺工作的重要性，此时才开始被人们认识到。1845年，英国著名物理学家焦耳总结出了热力学第一定律，即能量不灭原理。1851年，德国物理学家克劳胥斯和英国物理学家汤姆生概括出对热机效率具有普遍意义的热力学第二定律。1862年，法国铁路工程师德罗夏公布了他的内燃机理论，阐述了取得最高效率和最佳经济性能所需要的条件。

这些条件包括：点火前要高压，燃气要迅速膨胀，达到最大膨胀等。他还提出了实现这些条件的具体步骤，就是把活塞运动分做四个冲程：活塞下移进燃气；活塞上移，压缩燃气；点火，气体迅速燃烧膨胀；活塞下移做功；活塞上移排出废气。

尽管德罗塞没有实际制造出内燃机，但他的四冲程理论对内燃机的产生做出了不可磨灭的贡献。若是没有科学本身这些理论的积累，就是制造出一万台蒸汽机，也无法把热力学定律创造出来。可见，这段时间中人们的工作，正是一个从实践到理论的过程，而这恰恰是人们认识事物的一个重要阶段，在新理论的指导下，人们又开始了新的实践探索。

3.瓜熟蒂落

热力学及内燃机理论为内燃机的发明创造了条件，再加上19世纪中叶以后，转炉、平炉炼钢法已相继出现，为内燃机的制造提供了充足可靠的材料，而且用钢铁制造的精密机床已经出现，从而解决了加工精密圆柱体活塞和螺丝等零部件的问题。1859年，美国一位退休铁路乘务员德雷克钻出了第一口油井，从此，石油工业轰轰烈烈发展起来，汽油和柴油逐渐成了普通商品，可以被广泛用作燃料。

由于理论与实践的准备，以及相关技术的发展，内燃机的出现，已是瓜熟蒂落，水到渠成的事情了。首先制成四冲程内燃机的是德国著名发明家奥托，奥托从1854年22岁开始，一直到1891年去世的37年中，始终从事内燃机的发明和研制工作。1876年，他终于制成了世界上第一台四冲程往复活塞式内燃机，由此人们通常把内燃机的发明归功于他。

奥托型四冲程发动机

奥托内燃机具有体积小、转速快等特点，它的热效率达到12%—14%，是一个空前的创举。在诞生后的17年中销售了5万台。奥托内燃机通常用汽油做燃料，也叫做汽油机，就是如今汽车上普遍使用的发动机的雏型。

从此以后，新的发明一直持续不断。1881年，克拉克制造出一种两个汽缸的内燃机，这种内燃机是这样工作的：当一个汽缸处于回复阶段时，另一个汽缸爆燃做功，两个汽缸轮流工作。这与以前的单汽缸内燃机相比，不仅输出动力较为均匀，而且导致了多缸内燃机的相继出现，使内燃机的功率更加强大了，运转也更为平稳了。

1892年，另一位德国工程师狄塞尔提出了在内燃机中使用压缩点火的专利。他希望通过提高压缩比来提高热效率。所谓压缩比，就是气体进入气缸后的最大体积跟被压缩后的最小体积的比值。用压缩气体产生的高温来点火，不但可以省去点火装置和汽化器，而且可以用比汽油更便宜的柴油做燃料。狄塞尔经过5年的实验探索，终于在1897年制成了第一台实用的压缩点火内燃机，即现在常说的柴油机。由于狄塞尔柴油机的压缩比较高，柴油机的结构必须造得更加结实才行，这就使它比汽油机笨重得多，所以，到本世纪20年代研制成适用的燃油喷射系统后，它才开始被广泛地应用到各种动力机械上。

至此，往复活塞式内燃机的发明可以说算基本完成了。当然，在这个过程中，还有难以统计的无名英雄为此做出过许多贡献。在这个发明创造的坎坷征途上，科学家、发明家们就像跑接力赛一样，他们把科技的火炬，从一个人手里传到另一个人手里，从而攻克了一个又一个难关，人类的认识就是这样逐步发展并不断趋于完善的。

4.汽车的诞生

奥托发明的内燃机还不能用于汽车，因此奥托不是内燃机汽车的发明人。最先向现代汽车迈进的是德国人达姆勒尔和本兹。1883年，达姆勒尔制成了今天汽车用发动机的原型——高压点火式汽油机。1885年，他制成了单缸汽油机的摩托车，1886年，他又制造了第一辆乘坐用的四轮汽车。

本兹先于达姆勒尔制成乘坐用汽车。1885年，他制造成功可乘坐两个人的三轮汽车，因此他被誉为“汽车之父”。

汽油发动机汽车上街

在前人的基础上，本兹的三轮车已经有了许多改进，不仅车轮装上橡胶轮胎，内燃机用线圈点火，而且还装有散热器，为了调解汽车拐弯时产生的轮速差，后轴上还装有差动齿轮。当然，本兹的这辆车也有许多缺点，如不能倒行，没有刹车装置，也没有传动轴（靠链条传动）。尽管如此，它毕竟是第一辆成功的内燃机汽车。现在它被收藏在德国慕尼黑科技博物馆中。此后，本兹又造出了一种四轮汽油内燃机汽车，从此，汽车便迅速发展起来，不仅外形各式各样，而且动力形式也五花八门。1894年，在巴黎举行了一次汽车竞赛大会，当时登记参赛的有102辆汽车，其中有烧油的，也有用煤气的；有内燃的，也有外燃的。别看种类繁多，当时汽车的最“高速”，也不过每小时走20.5公里，和今天骑自行车差不多。可是在那时，这已经是可观的速度了，使不少人为之震惊。比赛结果，只有9辆车到达终点，其中有7辆是以蒸汽为动力的汽车。可见，当时蒸汽汽车是占绝对优势的，但不久，内燃机汽车迅速发展，很快将它们淘汰。

在全世界众多的科学家、发明家的努力下，汽车工业得到了空前的发展。到1900年，全世界汽车就有10000辆了！特别是1908年美国福特汽车厂创制出T型汽车后，1913年便出现了这种车的生产流水线，于是，汽车一辆接一辆地降临人间，这个厂每天可以生产1000辆，这使汽车价格下跌了近50%，从此，汽车开始成为常见的交通工具。

在第一次世界大战中，汽车大批地投入战争，形成了有史以来第一次机械化战争。1918年，法国军队的汽车代替了被炸毁的铁路，成功地运送了士兵和军需品，充分显示了汽车的优越性和重要性。现在，汽车运输已成为社会上一支不可忽视的力量。目前，世界上成熟的现代化运输手段有5种，即铁路、水路、航空、管道、公路运输。其中汽车在人类生活中占有非常重要的地位。

5.繁花似锦

这些年来，不仅世界上汽车的数目日益增加，而且各国都在积极地研制新型汽车。这主要因为环境保护、节约能源等方面的需要。汽车的主要燃料的来源是石油，而地球上石油的储量是有限的，据估计，根据现在的开采能力，再有30多年，将采不到石油了。这样，对新型汽车的要求，不仅要有最佳的技术继承性，要有各种良好的性能，而且其能源的适应性要强，即要能应用现有的或新发现的多种能源；利用能源的效率要高；有利于环境保护，至少不严重地污染环境和破坏生态平衡等。因此，目前人们正在改进各种类型的汽油发动机和柴油发动机汽车。

1980年，一位17岁的德国青年设计制造了一辆节油汽车，创造了汽车节油史上的新纪录，即消耗汽油l公斤，行驶1028公里，最大时速为21公里。西班牙有人试验成功一种太阳能汽车，美国等国家也正在研究以蓄电池为动力的汽车，美国通用汽车公司已经研制出一种汽车用氢一氧燃料电池，巴西制造出一种以酒精为燃料的汽车，并已投入使用。

此外，汽车的外形和结构也有许多发展，可以说，各式各样的汽车应有尽有。目前世界上最长的小轿车有8米多长，最长的公共汽车是法国人设计的一种三节绞接汽车，有22.85米，可载客225人。世界上最大的自卸汽车，车身宽度就有7.8米，约是一般载重汽车的3倍，它的总长约20米，高约6.8米，翻斗升时的高度为17米，载重量为350吨，总重量为610吨，真是身大力不亏。可是，还有比它大的汽车，例如，法国为了运输变压器一类的庞然大物体，特别制造了一部装有96对轮子的大型载重汽车。因为它太笨重了，所以时速最多才5公里。世界上最小的汽车，是法国生产的，它可乘坐两个人，时速40公里，它的特点是重量轻可折叠，只有29公斤，折叠起来和旅行箱一样大小。

此外，还有一些更奇特的汽车。如双头汽车，它是用两辆汽车的前半部分焊接而成的，这样它有两部发动机，前后都有驾驶系统，所以进退自如，行驶起来完全方便。再如，水陆两用汽车、能飞行的汽车、有四条“腿”会“跳”的汽车、智能汽车，等等。

研究热工机械的工程师，梦寐以求把汽车内燃机的热利用率提高一些，只要提高1%，就可以大大地降低汽车的油耗量。汽车发动机理论上的热效率可超过60%；可目前也只有25%—30%，所以其能量损失大得惊人。根据卡诺原理，热机工作温度越高，其热效率就越高，若把发动机工作温度由900℃提高到1370℃，则效率就可达50%以上，金属材料的耐热极限为1000℃，而材料科学家们发现的陶瓷材料，却能承受1500℃以上的高温。

这类陶瓷不是那种制造砂锅、茶杯之类家用器皿的普通陶瓷，而是一种被称为高技术的新品种陶瓷。如氧化锆陶瓷，它特别耐高温、耐腐蚀、耐磨损，用它制造的内燃机气缸，能使热能最大限度地转换成汽车获得的动力，而且它根本不需要像普通发动机那样，配置一套既笨重又耗费工料的气缸冷却系统，另外，由于气缸硬度大，几乎不易受磨损，并且也不受燃油分解形成的酸性气体腐蚀。因此这种内燃机使用寿命长，马力大，制造成本低。内燃机的应用发展从此又开辟了一个新的天地。

6.凌云壮志

很早很早以前，人们就向往能够像鸟儿一样在一望无边的天空中飞翔，但在古代，这是不能实现的。只有今天，这个古老的幻想才能成为现实。有了内燃机，人们就可以很快地制造出汽车来，这不需要多少科学的帮助。飞机和汽车不同，它的产生与发展不但要有内燃机，而且更要靠科学的帮助。

历史上曾经有许多关于飞行的卓越想象、设计和计算。15世纪末期，意大利多才多艺的达·芬奇就设计过类似鸟类飞行的装置。因为当时没有结构强、重量轻和能量转化率高的飞行动力，模仿鸟类飞行迟迟没有实现。人类探索飞行道路的过程是曲折的，因为靠动力飞行有困难，首先靠气球实现了无动力飞机。

最先进行气球飞行的是法国的蒙高飞兄弟。1783年6月，他们公开表演了气球飞行，并且很成功。他们的气球是一个十多米长的布气球，球里面填充的是燃烧稻草和羊毛所产生的烟及热气。据说，他们的这种气球升到近两千米的高空，十分钟后降落下来。3个月后，他们又表演了一次载有生物的飞行，一个非常漂亮的用金色纸和布做成的气球，下面载了一只羊、一只鸡和一只鸭升到空中，最后安全“返航”。同年10月，法国历史学家罗赛亚乘气球升到26米高的高空，实现了世界第一次载人飞行。

人能乘气球飞上天空，这在当时是多少激动人心的事啊！于是，开始了对气球飞行的狂热。到18世纪末，气球飞行已经达数百次之多，并且，世界上第一次国际飞行，第一次运送航空邮件，第一次空中军事侦察，第一次利用飞行研究高空大气层，第一次飞行比赛等，都是用气球完成的。

当时，人们对气球飞行过分乐观，于是有些人想乘气球向更高的高空进军。可是，高空似乎并不欢迎这些陌生的游客。当他们乘坐气球上升到3000米时，严寒将他们的面孔冻得麻木发青，牙齿格格作响，耳朵也剧烈地疼痛起来；当升到6000米高空时，他们感到呼吸困难，嘴唇变成青紫色，眼球感到剧痛，甚至呕吐不止；到9000米时，他们的脸和手成了茄子一样的紫色，浑身无力，上气不接下气，甚至丧失意识，由于严重缺氧，有的人丧生。1875年的一次飞行中，气球上升到1000米的高空，三个人死亡了两个。

从此以后，人们更加渴望一种新的飞行器，人们能够自由地控制它的飞行速度和高度，就像汽车在公路上行驶一样。19世纪末，气球装上了内燃机，出现了由机器带动螺旋桨推动前进的“飞船”，早期的飞船都是软式的、靠气囊充气保持外形。第一艘硬式飞船是德国人1900年制成的，它长129米，直径11.6米，时速达32公里。现在还有使用飞船来运输的，这是因为，飞船具有省燃料、成本低、噪音小、平稳等优点。

飞机不是气球或气船改进的产物，飞机和飞鸟有更多的亲缘关系，人们对鸟类飞行进行了仔细的观察和研究，发现有些鸟在空中不用扇动翅膀就可以滑翔。于是，一些人开始试验像鸟那样滑翔飞行。从1891年到1896年间，德国的李内特共进行了2千多次飞行试验，取得了很有价值的资料。他的方法是用胳膊挂在机翼上，来控制飞行的平衡，靠转动身体和腿来控制飞行的方向。他从小山丘向下滑翔，是第一个在空中滑翔飞行的人。后来，由于失事他不幸摔死了。受他的献身精神的鼓舞，更多的人开始为实现人类飞行的理想而奋斗了，美国的莱特兄弟就是其中杰出的两位。

7.飞机之父——莱特兄弟

最早飞行成功的飞机，是1903年出现的，它是由美国的莱特兄弟俩（韦伯·莱特和奥佛·莱特）创造的。他俩被后人誉为“飞机之父”。

莱特兄弟既没有受过高等教育，也没有多少钱，他们是搞自行车制造和修理工作的。但他们对研制飞机却有着火一样的热情和百折不挠的毅力。他们为了阅读和学习德国的滑翔技术，还抽出时间攻克了德文，为了使他们的飞机有更好的性能，他们经常仰面朝天地躺在地上，一连几个小时地仔细观察老鹰的飞行，研究和思索它们是如何起飞，怎样升降，又是怎样盘旋的。他们还自己动手，制造工具和飞行器。

1900年前后，他们先用大风筝进行空气动力学方面的试验，然后制造滑翔机并且进行飞行试验。他们的滑翔机比李内特的滑翔机大大前进了一步，不是靠人体来控制飞行，而是通过改变机翼的角度和面积来影响空气的阻力和升力，以此操纵飞机。他们的滑翔机解决了升降、平衡、转弯等问题。仅1902年，他们就试验了近千架滑翔机，获得了大量空气动力学方面的资料。

1902年秋天，他们开始研制有动力的飞机。因为当时市场上还没有符合要求的内燃机，他们的研制工作曾经暂时停顿，后来在一些机械制造者的帮助下，他们克服了各种困难，终于试制成功了符合飞机要求的12马力内燃机，内燃机通过链条带动螺旋桨。1903年12月17日，世界上第一架飞机试飞成功。第一次飞行了12秒，高度3米，飞行了37米远。当天重复飞行四次，最后一次飞行59秒，200米远。莱特兄弟终于把飞行幻想变成了现实。

莱特兄弟首次试飞

莱特兄弟飞行成功以后，他们初期的工作主要是改进飞机，进行表演，争取各方面的支持。1905年，他们把改良的飞机送到美国联邦政府，但没有被接受，1908年，莱特兄弟的飞机已经能够飞行两个多小时了。韦伯·莱特在巴黎等地的飞行表演，震惊了欧洲；奥佛·莱特在给军方表演后，受到陆军的重视，不久，莱特兄弟便制造出世界上第一架军用飞机。1909年，第一次世界航空会议在欧洲召开，它标志着航空开始进入实际发展的阶段。

8.各显神通

军事应用是航空发展的主要推动力。1911年，美国空军已经有750架飞机。同年，墨西哥内战双方各雇佣一名美国飞行员和一架飞机，在空中互相甩手枪进行射击，这是第一次空战。由于飞机在侦察、摄影、投弹、同地面无线电联络等方面显示了无比的优越性，在第一次世界大战初期，参战国的飞机总数不过1500架，到战争末期，已经达到10000架左右，美国在1917年参战以后，迅速动员所有的汽车厂制造飞机。

如果说飞机在第一次世界大战中是初露锋芒的话，那么在第二次世界大战中就大显神威了。第二次世界大战推动了改进飞机的性能和研制新型飞机的工作。二次大战以前的飞机，主要是用活塞式内燃机做动力的螺旋浆式飞机，这种飞机的速度一般都比声速低。1939年，德国首先研制成喷气式飞机。喷气式飞机的出现，标志着飞机进入亚声速和超音速的高速飞行阶段。喷气式飞机以涡轮喷气式发动机取代了活塞式内燃机和螺旋浆。在这种新型发动机中，空气经过由涡轮带动的压气机压缩以后，在燃烧室里和油混合燃烧，产生高温气体经过涡轮从喷管喷出，飞机靠喷出气体的反作用力飞行。

1947年，出现了生产钛的工厂，由于钛合金在高温下能保持良好的机械性能，因此人们开始采用钛合金来制造飞机，特别是超音速3倍以上的飞机，其总重量的95%都是钛合金。目前全世界约有一半以上的钛，被用来制造飞机。

飞机发展到今天，其种类各式各样，无法一一列举，以下是几种有代表性的发明。飞得最高的是1973年前苏联生产的“米格－25”型战斗机，它曾达到36000多米的高空；飞得最快的是美国1963年制造的“黑鸟”侦察机，它的最高时速达3523公里；世界上起飞总重量最大的客机是美国的“波音747”型飞机，它身长70.51米，高19.33米，宽59.64米，定员为348—447人；“C－130大力士”运输机是世界上最大的螺旋桨式运输机，它有一个约1100多立方米的货舱。

反之，世界上最小的飞机，有人说是澳大利亚的“蝗虫”型飞机，它身长只有5米，机翼长不过8米，其实还有比它更小的，像“空中婴儿”型飞机，它仅有2.9米长。1946年至1955年间，出现了能实际使用的直升飞机，最小的直升飞机只有72.5公斤重，大约相当于一个成年人的体重，它可以用138公里的时速飞行。

飞行发展到今天，其种类也与日俱增。如美国又研制出用石墨制造的，最轻型飞机“卡迪拉克”号，它可以载8个人，时速640公里，重量只有1077公斤，美国还研制了一种代号为“平床”的新型飞机，它不但可以载运旅客，还能运输货物集装箱。1980年，美国又发明太阳能飞机。最近，美国波斯特尔公司的工程师们又设计出一种“人马”飞机，它非常轻巧，人不是坐在里面驾驶，而是“穿戴”上就能飞起来，它的机翼全长3.9米，附在人的背上，飞机由两台25马力的涡轮增压活塞式内燃机作为推进器。

总之，内燃机的发明使社会经济更加繁荣，生活水平获得提高，人的交往频率加快，社会化程度越来越高，而且引发了一系列技术发明创造。它在动力及交通运输方面所起到的作用是无法估量的，它充分展现了人类的智慧和创造潜力。

小知识

伽利略（1564－1642年）伽利略是伟大的意大利物理学家和天文学家，科学革命的先驱。历史上他首先在科学实验的基础上融会贯通了数学、物理学和天文学三门知识，扩大、加深并改变了人类对物质运动和宇宙的认识。