民眾大舞台——風俗世情

6. 從“陽燧取火”到“太陽帆”

　　西方傳說中火是普羅米修斯從天上盜取來的， 為此， 普羅米修斯吃盡了苦頭。中國的火是遠古的聖人燧人氏用機械的方法得到的， 這就是“鑽木取火”。

　　其實， 比起機械的方法， 用光學的方法取火要簡單得多。阿基米德利用反射鏡取火點燃了羅馬的艦船。然而， 在阿基米德之前的2 個世紀， 墨家學派就研究了這個問題。不過墨家的研究側重於凹麵鏡的成像規律。

　　對於用凹麵鏡取火的研究， 中國人至少可以追溯到公元前5 世紀。當時取火的裝置叫做“陽燧”。一些先秦的墓葬品中就有凹麵鏡。像河南陝縣上村嶺的一座春秋古墓中出土的銅器中， 就有一枚可以隨身攜帶的“陽燧”。《考工記》中還記載了專門用於製作陽燧的冶銅配方。西漢時的《淮南子》明確記載著“陽燧見日而燃為火”。

　　在現代社會中， 用凹麵鏡取火是很普遍的， 如太陽能的接收裝置“太陽傘”。江蘇的科技人員曾設計用凹麵鏡收集陽光用於焊接。它由凹麵鏡、跟蹤調節係統、焊接裝置等部分構成。聚光鏡的直徑有2. 5 米， 焦點處的溫度可達20000 ℃。如果將厚為1 毫米的鋼板放在焦點上， 僅用幾秒鍾就可在鋼板上穿一個直徑6 毫米的洞。

　　1990 年的第十一屆亞運會上， 點燃北京工人體育場的主火炬的火是來自西藏的“天火”， 它是利用“太陽傘”收集陽光得到的火種。

　　太陽傘也叫“太陽灶”， 它在日照充足的地區應用得很普遍。一般來說， 一個傘式太陽灶大都是拋物麵， 焦點處的溫度可達400 ～650°C 。它的傘麵是在塑料薄片上用真空鍍鋁膜， 可以折疊。一個直徑為1. 6 米的太陽灶， 最多可達到700 ～1 ， 000 瓦的功率， 相當於一個蜂窩煤爐子。

　　國外建立了不少大型太陽能裝置。像美國的一座太陽能發電站， 它安裝有1 ， 775 麵反光鏡。這些反射光會聚到一座60 米高塔的鍋爐上。這些光能使鍋爐每小時產生10 多噸溫度達幾百攝氏度、壓強達幾十個大氣壓的蒸汽。它帶動的發電機功率可達750 千瓦。

　　法國比利牛斯山上也有一座太陽能高溫爐。這裏有一塊大凹麵鏡， 差不多有9 層樓高， 由9 ， 000 塊小反射鏡組成。

　　它不直接收集陽光， 而是將63 塊巨型平麵鏡反射的陽光聚焦到鍋爐中。這樣集中的能量可使爐溫達4 ， 000 ℃。這座鍋爐可以發電， 也可用於冶煉。

　　巧妙地利用陽光照明也有不少例子。在河南省， 有一條著名的水渠――紅旗渠。它有一條最長的隧道――曙光洞。

　　在施工時， 聰明的施工人員利用平麵鏡反射太陽光， 把陽光送進了幾十米深的豎井和隧道之中， 解決了照明的問題。

　　在黑夜， 照明多采用油燈、蠟燭、電燈等。能不能把陽光直接用於夜間照明呢？ 科學家曾為這個問題進行了長期的思考。

　　20 世紀20 年代， 前蘇聯科學家弗裏德裏希・燦德爾提出一個方案。他認為， 在太空中利用船帆航行是可能的。因為太陽每時每刻地都輻射出粒子， 這些粒子形成“太陽風”， 而空中的船帆就可以在太陽風的推動下航行。

　　1992 年4 月， 俄羅斯科學家設計的太陽帆主帆直徑為250 米， 亮度相當於40 ～50 個滿月， 如果采用定點照明方式， 可使方圓幾十公裏的區域亮如白晝。1993 年2 月4 日， 俄羅斯的“進步”號宇宙飛船把太陽帆放到“和平”軌道站。它反射的太陽光照在月球背麵達6 分鍾之久。可以在地麵形成一直徑達4 公裏的反射光束。

　　科學家計劃， 把100 麵直徑為22 米的太陽帆構成繞地球的一個環， 距地麵1 ， 500 ～5 ， 530 公裏。這些反射的太陽光既可以照射在飛船的太陽能電池上， 為飛船提供動力， 也可以用於銷毀外層空間的“太空垃圾”。

　　據說， 建立一個太陽帆照明係統隻需80 萬美元， 它造成的效益可以節省照明電達3 ， 500 萬美元。這可能會把人工照明的曆史改寫。它的效益遠不在於節約幾個錢， 麵對當今生態環境日益惡化， 能源供應日益緊張， 特別是大氣汙染日益嚴重， 太陽帆的作用就更加誘人了。