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瀛寰新谭|航天日话“飞天梦”:近代国人想用气球干什么?

澎湃新闻特约撰稿 张晓川
2016-04-24 10:34
来源:澎湃新闻
外交学人 >
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今年的妇女节(3.8),国务院批复了工信部和国防科工委的提案,将每年的4月24日,即我国第一颗人造卫星“东方红一号”进入太空的日子(1970.4.24),定为“中国航天日”。于是今天,我们迎来了第一个航天纪念日。

木鸢与飞车:古中国飞天想象的两种模式

上古茫昧不太可稽,人类开始畅想飞翔的具体时间已经难以确定,在有文字以后,关于飞行的传说或者设想倒是层出不穷。除了本就有法力的神仙和磕了不死药的嫦娥,自能飞升外,一般来说古人对于飞行工具的想象机制,大致有两种类型。

第一类是仿生学式的,比如墨子所作的木鸢“三年而成,蜚一日而败”。不过据说墨子擅长在车不在鸢,所以还不如楚宋攻城推演中败于自己的对手,因为公输班“削竹木以为鹊,成而飞之,三日不下”。翟、班两人为一时瑜亮,思路却是一样的,仿照能自由飞翔的鸟类。

第二类是模仿人类已有的交通工具——舟车,此类典型代表为《山海经》中记载的奇肱国。古代国人对于域外的相像也有一“层累”过程,《海外西经》中的奇肱国但书其国名、位置而已。

想象中的奇肱国飞车

到了西晋张华的《博物志》中,则衍申出奇肱国人“善为机巧”的特征,他们作出了能够飞行的“飞车”,在商汤时即远道而来。此物名车,其原理却在于“从风远行”,大体类似帆船。

《海国图志》中的法国气球

就实际操作层面而言,人类最早普遍使用的飞行工具,特别是载人飞行器,却与仿生、仿舟车无关,而通体浑圆若拙的气球。

在张华构想“飞车”的时代以前,中国人已经发明了根据热胀冷缩原理飞行的热气球,也就是现在通常所说的“孔明灯”,只是当日并不使用气球的名称。(“气球”一词在中国古代往往指示的是类似今天足球的东西,比如《水浒传》中的高俅“最是踢得好脚气毬”。)

西方近代的热气球是法国人孟格菲厄(Montgolfier)兄弟发明,时在中国乾隆四十八年(1783),载人飞行亦在同年,以焚烧草料和羊毛作为动力。(不知是飞行亲兄弟还是何故,热气球和飞机的发明者都是兄弟俩)

孟氏兄弟试飞气球

国人对于这种热气球的介绍,最早大概是在《海国图志》中,魏源在书中记载了一种名为“天船”的飞行器(日本人如今把气球称为“風船”,不知和《海国图志》有无关系):

天船短小,其式如亭,可容十人,内置风柜,极其巧,如浑天仪,用数人极力鼓之,便能飞腾至极高之处。

从文字描述来看,这种状如亭子和浑天仪的“天船”,当为气球无误,只是魏源并未亲眼目睹,生出些许误会,比如天船动力乃由人力鼓动等。

此外,他还听说有气球飞得太高,为“日火烧毁”者,想必是燃料使用不当造成的火灾,讹传而成。当时的热气球又不是《大话西游》中被芭蕉扇扇飞的牛魔王城,能逼近太阳。

第一个坐热气球飞天的中国人

相比魏源的道听途说,晚清的出使人员对气球则有了进一步的了解,大多切切实实目睹了载人气球之精妙,有些还有亲身乘坐的经历。

作为1868年出发环游地球的志刚、孙家榖使团领队之一,志刚不仅经常目睹“空中有圆如升斗”的气球,还在其《初使泰西记》中详细地记录了气球及其工作原理。他也沿用了魏源 “天船”的翻译:

西人有天船,可升空际,以资瞭望,泄不通之信,非止作奇器,炫奇观也。其法缝皮为大球亩许,鼓空气于中,而掣出炭、养之气,止留淡气,则中气轻于外气,如沈木于水而自浮。

志刚所述的气球与使用热胀冷缩原理飞行的热气球还有所区别,是以气体本身质量的轻重浮力,来作为上升动力者,这也是利用化学原理制造的近代气球的典型。

他已经颇为熟练地运用氧气(养气)、二氧化碳(碳气)和氮气(淡气)等概念,并引述了西人关于空气中各种气体含量的说法。

差不多同时,非官方的出洋者王韬,在英国观摩了气球飞行,他当时住在苏格兰传教士慕维廉位于爱丁堡附近的家中。不过此次观摩的气球,显然更近似孔明灯,并不载人,也不回收,“腾升空际”以后,就“杳不知其所之”,仅仅换来“观者拊掌称快”而已。

王韬的思绪显然没有随着气球虚无缥缈去了,他将此与崇尚实学相联系,认为正是西人“由气学知各气之轻重,因而创气球”,可以凌空而起,用以“察物、救人、观山”,这恐怕也是中华应当勉力讲求者。

晚清首位正式驻外使节郭嵩焘也数次观看过气球的试放:

此间新制轻气球,可坐五十人,为向所未有……顷始见其腾地而起,高不过数丈,仍行收下。盖其质过重,亦宜徐徐试之,不敢轻也。

1878年巴黎的气球

两日后,郭嵩焘又带领严复在内的随员、留学生前往“鲁法博物院旁大院”(鲁法博物院即卢浮宫)参观“法人西华所制”的这个能载50人的大气球。

郭嵩焘所观看的气球,也是依据气体轻重特性而设计的,即如其记载,在水中加入浓度不高的硫酸及锌,生成氢气,故而为氢气球。

要说亲身尝试,登气球而腾云驾雾,根据现有资料,第一个记载自己“吃螃蟹”的中国人很可能是驻英法使馆参赞黎庶昌。据其《西洋杂志》称,1878年的巴黎世博会上,就有一大气球,供人乘坐。

气球乘坐纪念章,不知是不是黎庶昌所得的“铜钱”

不知是否因为试者如堵的原因,黎庶昌“未及上”,似乎颇感遗憾,所以一年后听说此球又在巴黎运营,便积极地“随众一试”。

黎氏所坐的气球当即郭嵩焘所见者,可容纳50人,价值80万法郎,他在花了10法郎票价后,终于登球升空:

上升在空中五分时,一人举红旗数绕,即徐徐而下。升降时微觉身中发热,若有风则增头晕。……既下,则人受一径寸大之铜钱,面铸球形,极其精致,用为记念。

或许是由于尚佳的体验和到位的纪念服务,黎参赞准备在二十天后去挑战一下“乘夜再升”,但因气球被绳索磨坏,失去密封性不能升空,才作罢。

喜欢唱衰气球的张荫桓

当日的气球制造、操控等方面,未臻化境,故而常出现险情。与黎庶昌同在巴黎的使馆随员张德彝也记录了一次气球事故。

这是一个仅可搭乘四人的小气球,因狂风暴雨,缆绳断裂而失去控制,最后掉落城外,唯一值得庆幸的是巴黎两次事故皆无人受伤。欧洲如此,远在美洲的弄球同行似乎就没有这样幸运了。

张荫桓作为公使赴美国、秘鲁等国,似乎颇喜在日记中记录其所见所闻之气球事故。比如他听说芝加哥(诗家谷)一球失控,最终坠毁墨西哥之事:

诗家谷有为此戏者,久之渺如,佥谓坠于湖中。阅数月,有人于墨西哥属地岩壑间,见骸骨腐朽在气球之侧,检视球内,乃知诗家谷之物。

又有美国人“坎丕耶”以气球的原理制造“气船”,也酿成惨剧:

美民坎丕耶,就气球之法以制气船,自诩能操纵如意,不致如气球之一发难收。制既成,其友柯近于十九日午乘之以登,渺如黄鹤,越二日,有见此船坠于河者,柯近已不知死所。

今天还有不少气球事故,遑论当日

以上还只是听闻之事,更有张公使亲眼目睹的情况。当时在秘鲁,也是美国人在公园放气球,他前往观看:

因登博物院楼以便凭眺,美使夫妇子女已先踞一窗,正与气球相对。将五点钟,气球始动,离地不逾丈,左右旋转,略如醉汉行路,倏而欹倒,观者大哗。遥视美使,遁矣。

这一次还好,只是气球升不上,并未引起事故,只是美国驻秘公使,观球则占据有利地形,出事则遁,每每能争得先机,叫人佩服。事后,张荫桓还专门问过见多识广的随员林怡游。

林谓在法国常常乘坐,并不觉危险,只是有一次一名孕妇在气球升空后生产,略有措手不及而已。张荫桓听毕,一面感慨美洲的气球多不靠谱,人们“咸不敢坐”,就连操控者也“不肯搭坐”,一面又开始操心起球上产儿的命理五行:

此子生于空际,五行不知何属,日者推星命,何处著用神,西俗奇事直多意想之外。

空军的雏形:登上战场的气球

当然气球的发明并不是仅仅为了收一些观摩、乘坐的费用,正如人类历史不少创造一样,气球很快在战场上一显身手。(中国的风筝和孔明灯也都曾有军事运用)当年身在法国,亲历了普法战争和巴黎公社起义的张德彝,就见识到了这一点。

当德兵围困巴里时,法于城内思安江两岸,各设气球公司,以便乘之岀入,窥探军情,往乞救援等用。盖气球可以腾空俯视,今制则髙必六十丈,用照相镜下映敌营,则其兵阵、地形,一一映入,并可携带电线,以千里镜俯视一切,随看随报,极其迅速,小说所云腾云驾雾,其神奇殆不过是云。

普法战争中,普军兵临巴黎城下,法人无奈,只得向天空求发展,在塞纳河沿岸广布气球用以侦察、求救。不过菜刀可切肉,也可杀人,借气球坚决抵抗者有之,用以逃命者也有之,不过下场似乎不好,“行至半路落于德营”。

普法战争期间,法国施放气球

气球的军事效用被发现以后,也被作为练兵制器的一部分,被中国使节所注意。驻美公使崔国因就发现法国有专门的“武备气球厂”,生产的气球用于海军舰队的巡视侦探,而且技术也相对成熟,施放数十海里,皆未有事故出现。

科技日新,人们并不满足气球仅能于白天侦察的功能,而是配以“电气灯”,悬空发光,据说“六十里内照耀如同白昼,途人相逢须发可数”。同时,西人也发现如在气球上装备武器,将移动灵活且威力巨大,所以研发了相当于12磅炮威力的“气球小砲”,可装填开花炮弹,十分灵便。

此外,还有让气球装载炸药,当空投掷的计划,都可谓是现代空军的雏形。(只不过气球空中放炸弹的功能似先造福民用,美国德克萨斯州天气干旱,后发明“以气球炸药空中轰放”来进行人工降雨。)

近代,气球被多次用于战争中

“云战”:中国人“制空权”思维的萌芽

气球以及此后的飞行器,会切实改变未来战争的形态,战场将向立体化发展,对此,不少中国驻外使臣心中,都有清晰的认识。

崔国因在听闻德军气球侦探俄军阵地,俄军枪炮不及无可奈何,以及气球可投弹于铁甲舰烟囱以摧毁之之后,表示只能采取以空对空的方式,敌军气球也要依靠“气球御之”。他还预测“过此以往,将有以气球合战者”,并结合潜水工具的出现,作出预言:

陆战用气球,是陆军不必交锋于地面,水战用泅船(按:即潜水艇),是水军不必交锋于水面。

不过崔公使毕竟是读着四书五经,翰林院正途出身,颇有“民吾同胞”之忧思,大感技术再先进,“斗智炫奇”,最终的结果也不免是“民生之祸亟矣”,以此后数次大战惨烈程度观之,可谓一语成谶。

大洋彼岸,出使欧洲的薛福成,也在未来战争走势预测方面与崔国因不谋而合。他发现近年来,气球研制精益求精,乃是为了“多用于战事”,欧洲大国“专心制造气球”,其出发点在“以备军营之用”。

《点石斋画报》上的气球破敌图

在此基础上,又有“船形气球”,即今所谓飞艇出现,更可克服风力等自然条件限制。如此发展迅猛,必然对战争和人们的生活有所改变:

但就轻气球而论,果能体制日精,升降顺逆,使球如使舟车。吾知行师者水战、陆战之外,有添云战者矣。行路者,水程、陆程之外,有改云程者矣。此外,御风、御云、御电、御火、御水之法,更当百出而不穷殆,未可以意计测也。

薛公使盛赞气球,将小说家言的“腾云”变成了现实,他甚至还在疏奏中提到了气球的妙用。

同时,国内西人所办刊物《格致汇编》、《万国公报》、《益闻录》之上,也有不少介绍推荐气球的文章。加之在中法战争中,法军多次使用气球带来的刺激,使得中国仿造运用军事气球一事,也提上了议事日程。

《格致汇编》上介绍气球文章配图

以气球谋和平:国人的“航天”宏愿

早在光绪元年(1875)初,丁日昌就建议购买“行军必不可少之物”气球,光绪六年,在天津办理防务的潘鼎新向李鸿章汇报过仿制气球的提议,只是不确定“能出新意仿造得用否”。

中法战争后,气球进口和仿制进入实行阶段,天津武备学堂改造和自造气球若干,终于光绪十三年(1887)成功拥有了自己的气球。

从李鸿章汇报的经费使用中有“操球镪水”一项可见,这也是利用气体轻重原理的近代气球。

此后每年秋季,武备学堂都要演放气球。实际上很喜欢新奇玩意儿的慈禧听说了,心里痒痒也想看,曾要求安排在颐和园的空地放气球供其观摩,不过李鸿章以安全原因婉拒之。

“超超乎我今白日上青天,杳杳乎俯视地上山与川”,科技改变人的视野,更改变了人的思想。气球升空,勾起了中国读书人对于古籍中宏阔辽远描述的记忆。

薛福成因之想起了庄子《逍遥游》中的“天之苍苍……其远而无所至极邪”。廖平以气球推测将来必有“开天门、骘帝京、询太微”之事,可证其《易》中大小天地之说。

谭嗣同更是在给朋友的信中提出了一个石破天惊的设想:希望以气球之力辅助引力,让地球和月亮靠近,并以此法拉拢诸星。

不过,国人极宏大的天运构想,最终还是为了人事,谭嗣同称这样的作法,是为了“人满之患以息,争城争野之患以息,华夷各有所骛,而陵杂之患亦息”。

时至今日,飞机、运载火箭、航天飞机成为了人类克服地心引力,探索天空的重要工具,气球仅仅保留着供“观者拊掌称快”的作用。

在这个人类探索太空,愈飞愈远的时代,在首个国家航天日,希望谭嗣同们梦想的实质,勿为人忘却:飞向蓝天,造福人类。

最后以一小段电影台词作为结尾:身在浩瀚宇宙,回望地球,何其渺小,地上之人,又有何不能逾越,人间隔阂,又有何不能打破。

(张晓川,四川师范大学历史系副教授)

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