致命奇光：阿基米德以光退敌的原理

在人类发展史上,阿基米德是个令人肃然起敬的名字,是那个难再出现的辉煌时代造就的难以企及的伟大科学家;在百姓口口相传中,阿基米德更像个无所不能的天才,是那个充满神话色彩的浪漫国度滋养的被智慧女神眷顾的宠儿。

致命奇光：阿基米德以光退敌的原理

关于阿基米德的传说

　　关于阿基米德的传说,最著名的恐怕就是那句“给我一个支点,我就能推动地球”。不过,人们知道,阿基米德从来都不是口出狂言的妄想家。在人们的记述中,我们看到的是一个出身贵族、谦虚好学、勤于思考、躬身实践的智者。他一生致力于发现、思考和发明,即便是临死前那一刻,他还念念不忘他的几何研究――“你踩坏了我的图。”“等一下再砍我的头,再给我一会儿功夫,让我把这条几何定律证明完毕,可不能给后人留下一道还没有求解出来的难题啊!”不过在这众多的传说中,有一个传说却始终被怀疑,甚至于在近些年已被一些科研机构认定为仅仅是一个传说而非事实,这就是著名的“致命奇光”。

　　神奇而备受质疑的“致命奇光”

　　在古代罗马人侵略叙拉古之时,由马塞拉斯率领的罗马军队在和叙古拉军队的对抗中,几乎每天都在遭受各种各样稀奇古怪的武器的折磨,不过最惨的一次莫过于舰队的莫名自燃――他们发现对方士兵们手里只拿着镜子,然而,就在船要靠近西西里岛时,一道光柱从岸边射来,他们的船顿时烈焰升腾。眼看着自己的舰队燃起了熊熊大火,罗马人却怎么也找不到失火的原因,他们只看到天降一道光,船只就纷纷着起了大火,魂飞魄散的罗马人于是称其为“致命奇光”。不过他们也知道,这一定还是对面紧闭的城门里那个神奇的老人“作的法”。焦头烂额的马塞拉斯只能无奈地自嘲说:“这是一场罗马舰队与阿基米德一个人的战争。”于是,罗马人成了太阳能最早的牺牲品。

　　的确,按照传说,“致命奇光”依旧属于阿基米德智慧的结晶。不过这个故事有多个版本,有些扑朔迷离。公元1200年,东罗马帝国一位并不为人特别信赖的历史学家对此有过一番精彩的论述:“当马塞拉斯将他们的舰队撤退到一箭之外时,这位老人――阿基米德搭建起一种六角形的镜子,在与镜子大小成一定比例的地方放了相似的四边形小镜子,可以用链环和铰链之类的东西移动它们。当镜子将光束反射到目标时,船只燃起了可怕的火,一箭之遥,他把船只化成灰烬。”在更为普遍的一个版本里,宣称阿基米德是召集了全城的妇女拿着化妆镜,在海岸线围成一个抛物线阵形,燃着了对方的舰队。

　　然而几个世纪以来,对于古代伟大的科学家阿基米德,如何在公元前212年利用聚集的太阳能催毁罗马舰队、战胜敌人的战争传说,科学家们始终争论不休。有历史学家称当时的人并不具备了解光和镜子的知识,这只是一个传说。不过,2000年的一项研究已经证明某些古代文明世界,包括阿基米德的文明在内,已经有了相当发达的光学知识,以至他们可以制造出望远镜――一个归功于16世纪天文学家伽利略的发明――而且已经掌握了“燃烧镜”的使用。不过牛津大学物理学教授和光学专家保罗・尤尔特又提出新的质疑,即阿基米德利用当时可得的技术,未必能够把镜子造得那么平滑。但大英博物馆保管员最近给一个从古代卡尔胡阿西利亚城出土的玻璃碎片重贴标签时,认识到他们先前以为是小玩艺的东西,可能是一个用来矫正近视的精制凸镜。它制作于大约公元前800年,时间在阿基米德诞生大约600年前。

　　事实上,最大的质疑应该还是因为模拟实验的失败。2005年,美国麻省理工学院和亚利桑那大学研究人员进行了两场试验来验证“致命奇光”传说的真实性,结果徒劳无功,该试验显示阿基米德的“致命奇光”很可能只是传说。不过,这并不是说办不到,只能说作为战争武器,是很不实际的。

　　虽然如此,人们还是对几千年前,阿基米德能够指挥人们站在准确的位置,每个人都精确地摆好了镜子的角度,并得到了好天气的帮助而感到极大的困惑和怀疑。可是历史上由人力创造出来的奇迹还少吗?长城、金字塔……

　　捍卫“致命奇光”的名誉

　　不管怎样,人们都不能轻易地否定“致命奇光”的存在,更何况是大名鼎鼎的阿基米德创造出的“神话”。最重要的是,我们同样可以找出很多史实和依据来证实它的存在。

　　6世纪,拜占庭首都君士坦丁堡被敌舰围城――直到有几十个人手持镜子,放火点燃了敌舰,他们才算得救。现代科学家也在现代条件下,重做了同样的试验。1747年,布冯伯爵用了168面玻璃镜点燃约46米外的涂了木馏油的木头。1973年,希腊科学家伊奥安尼斯・萨卡斯,决定要检验一下是否能用“燃烧镜”点燃一只船。他让60个水手排队站在码头上,拿着大镜子,把光线反射到约46米开外的一只小船上。不到三分钟,船就着火了。

　　虽然麻省理工学院研究人员的“致命奇光”试验失败了,但同一年,麻省理工学院工程系的学生却证明了“致命奇光”的可行性,学生们成功点燃了一个罗马战船的橡木模型。在20世纪90年代,英国莱斯特大学的科学家在叙拉古做了实地试验,他们用铜制平面镜收集春天的阳光,推断如果有足够多的平面镜(几百面)按正确方位排列,将光线集中到一点,在离海岸“一箭之遥”(约46米)的目标上,很容易产生482℃～593℃的高温。而早在17世纪,坚决拥护“致命奇光”传说的柯雪神父,在1645年从罗马出发来到遥远的叙拉古,沿着海岸行走,并考察得出一个结论:当马塞拉斯的舰队着火时,离阿基米德的队伍不超过30步。

　　或许我们可以再现一下2000年前的海湾战场:由于意大利西西里岛属地中海型气候,夏干冬雨,所以那里夏天的天空应该是“晴空万里、艳阳高照”的;又由于广大面积的镜子需要一个适当的倾斜角度才可以反射,阿基米德祖国的妇女们不应该只拿镜子,更要拿椅子或是可以垫高的物品在海岸边依序排成汇聚光线于一点的倾斜的镜墙,再加上弓箭手以弓箭发射易燃物质入敌船内,声势浩大的古希腊海湾战场便产生了。

　　在一个艳阳高照的海湾,急促的战鼓声响彻云霄,妇女们匆忙地拿着镜子和椅子在此集合,远方的罗马战舰渐渐逼近,阿基米德从容不迫地指挥妇女们依其高低顺序排成了一个抛物弧形阵仗,将太阳光在海面上汇聚于一处,弓箭手站好战斗位置,准备拉弓,此时,敌军到达亮光汇聚处,阿基米德大喊“发射”,一时,箭如雨下,沾满了易燃物质的箭,落入敌船,海上聚光处的高温使敌船迅速着火,在进入海湾之前,敌军舰队即化为灰烬。就这样,阿基米德聪明地带领全国人民战胜了强大的罗马军队。

　　当然,这个场面很大程度上还是基于想象,但应该是合理的想象。而且最重要的,不管真相是什么,阿基米德和“致命奇光”的故事能够支撑起这样的说法:希腊人知道,太阳包含巨大的能量、危险的能量,并能用镜子集中,使用或增强这种能量