民众大舞台——风俗世情

6. 从“阳燧取火”到“太阳帆”

　　西方传说中火是普罗米修斯从天上盗取来的， 为此， 普罗米修斯吃尽了苦头。中国的火是远古的圣人燧人氏用机械的方法得到的， 这就是“钻木取火”。

　　其实， 比起机械的方法， 用光学的方法取火要简单得多。阿基米德利用反射镜取火点燃了罗马的舰船。然而， 在阿基米德之前的2 个世纪， 墨家学派就研究了这个问题。不过墨家的研究侧重于凹面镜的成像规律。

　　对于用凹面镜取火的研究， 中国人至少可以追溯到公元前5 世纪。当时取火的装置叫做“阳燧”。一些先秦的墓葬品中就有凹面镜。像河南陕县上村岭的一座春秋古墓中出土的铜器中， 就有一枚可以随身携带的“阳燧”。《考工记》中还记载了专门用于制作阳燧的冶铜配方。西汉时的《淮南子》明确记载着“阳燧见日而燃为火”。

　　在现代社会中， 用凹面镜取火是很普遍的， 如太阳能的接收装置“太阳伞”。江苏的科技人员曾设计用凹面镜收集阳光用于焊接。它由凹面镜、跟踪调节系统、焊接装置等部分构成。聚光镜的直径有2. 5 米， 焦点处的温度可达20000 ℃。如果将厚为1 毫米的钢板放在焦点上， 仅用几秒钟就可在钢板上穿一个直径6 毫米的洞。

　　1990 年的第十一届亚运会上， 点燃北京工人体育场的主火炬的火是来自西藏的“天火”， 它是利用“太阳伞”收集阳光得到的火种。

　　太阳伞也叫“太阳灶”， 它在日照充足的地区应用得很普遍。一般来说， 一个伞式太阳灶大都是抛物面， 焦点处的温度可达400 ～650°C 。它的伞面是在塑料薄片上用真空镀铝膜， 可以折叠。一个直径为1. 6 米的太阳灶， 最多可达到700 ～1 ， 000 瓦的功率， 相当于一个蜂窝煤炉子。

　　国外建立了不少大型太阳能装置。像美国的一座太阳能发电站， 它安装有1 ， 775 面反光镜。这些反射光会聚到一座60 米高塔的锅炉上。这些光能使锅炉每小时产生10 多吨温度达几百摄氏度、压强达几十个大气压的蒸汽。它带动的发电机功率可达750 千瓦。

　　法国比利牛斯山上也有一座太阳能高温炉。这里有一块大凹面镜， 差不多有9 层楼高， 由9 ， 000 块小反射镜组成。

　　它不直接收集阳光， 而是将63 块巨型平面镜反射的阳光聚焦到锅炉中。这样集中的能量可使炉温达4 ， 000 ℃。这座锅炉可以发电， 也可用于冶炼。

　　巧妙地利用阳光照明也有不少例子。在河南省， 有一条著名的水渠――红旗渠。它有一条最长的隧道――曙光洞。

　　在施工时， 聪明的施工人员利用平面镜反射太阳光， 把阳光送进了几十米深的竖井和隧道之中， 解决了照明的问题。

　　在黑夜， 照明多采用油灯、蜡烛、电灯等。能不能把阳光直接用于夜间照明呢？ 科学家曾为这个问题进行了长期的思考。

　　20 世纪20 年代， 前苏联科学家弗里德里希・灿德尔提出一个方案。他认为， 在太空中利用船帆航行是可能的。因为太阳每时每刻地都辐射出粒子， 这些粒子形成“太阳风”， 而空中的船帆就可以在太阳风的推动下航行。

　　1992 年4 月， 俄罗斯科学家设计的太阳帆主帆直径为250 米， 亮度相当于40 ～50 个满月， 如果采用定点照明方式， 可使方圆几十公里的区域亮如白昼。1993 年2 月4 日， 俄罗斯的“进步”号宇宙飞船把太阳帆放到“和平”轨道站。它反射的太阳光照在月球背面达6 分钟之久。可以在地面形成一直径达4 公里的反射光束。

　　科学家计划， 把100 面直径为22 米的太阳帆构成绕地球的一个环， 距地面1 ， 500 ～5 ， 530 公里。这些反射的太阳光既可以照射在飞船的太阳能电池上， 为飞船提供动力， 也可以用于销毁外层空间的“太空垃圾”。

　　据说， 建立一个太阳帆照明系统只需80 万美元， 它造成的效益可以节省照明电达3 ， 500 万美元。这可能会把人工照明的历史改写。它的效益远不在于节约几个钱， 面对当今生态环境日益恶化， 能源供应日益紧张， 特别是大气污染日益严重， 太阳帆的作用就更加诱人了。