亚历山大港的希罗与绝妙蒸汽机

发明地：希腊

时间：公元1世纪

亚历山大港的希罗（10—85）曾是缪斯之家⁽¹⁾里的一名优秀的数学和物理教师。他和阿基米德一样，擅长将学术知识转化为精妙的发明。他的发明包括世界上第一台自动售货机——投入一个5德拉克马的铜币，人们就可以获得一定量的圣水。他还发明了风力驱动的风琴、压力泵和非常出名的以他的名字命名的独立喷泉。

为了在神殿里营造神秘的氛围，他还帮牧师们制作了一组自动门。自动门的工作原理是先点火加热密封在金属球体里的水，然后蒸汽推动热水通过管子流进桶里，水的重量再带动滑轮组将门拉开。当火熄灭的时候，冷却的水被吸回球体里，空桶升起，门又自动关上。

这些发明的运作大多依赖重量的转移或封闭系统中的水。售货机的工作原理是用铜币的重量带动一个小盘子，使阀门打开，圣水流出。希罗的独立喷泉则由流体静力能（指的是让物体在水中显得更轻的浮力因素）驱动，神殿的自动门则由热水的膨胀和蒸发驱动。希罗创新性地将这些技术组合，创造出了汽转球——这可以称得上是世界上第一台蒸汽机，也是他最著名的发明（也早早预示了喷气式引擎的出现）。

汽转球被认为是世界上有文字记载的第一台蒸汽机(www.xing528.com)

汽转球由一个装有水的密闭大锅组成，需要用火来对大锅进行加热。当水温上升时，蒸汽随着两根管子上升。这两根管子组成了转轴，可以让装在管子中间的球体绕轴旋转。这颗球体上有两个出气孔，可以让蒸汽冒出。蹿出的蒸汽推动球体绕着转轴快速转动。（一个汽转球的现代仿制品的转速达到了每分钟1500转，即使跟当今的蒸汽涡轮机比起来，也很了不起。）

众所周知，希罗的蒸汽机实际上并不是一种实用的发电装置，原因很简单——效率太低。它的出现更像是一个机械奇迹，而不是工业重器。但从理论上来说，如果将同样的技术应用在汽缸和活塞上（希罗曾在制作其他机器时使用过汽缸和活塞，如灭火泵），可以制造出更靠谱的机器。希罗没有在蒸汽机中使用汽缸和活塞，其中的原因我们不得而知。有人猜测，当时奴隶制盛行，战争的阴霾愈演愈烈，因此发明家大多将注意力集中在令人印象深刻的新奇之物、可以给人带来快乐的消遣用具或者可以在战争中派上用场的军事应用上，而不是试图用机械发明取代现成的奴隶劳动力。

要理解希罗的发明的伟大之处，我们需要记住一点——真正的蒸汽机直到17世纪才出现。西班牙发明家耶洛尼莫·德·雅兰齐·博蒙特在1606年注册了一项简单的蒸汽水泵的专利；英国人托马斯·萨弗里在他于1698年发明的蒸汽泵中使用冷凝蒸汽加压泵水；英国工程师托马斯·纽科门的大气蒸汽机在1712年才投入使用，为采矿业供能；直到1781年，詹姆斯·瓦特才发明了世界上第一台可以持续工作的蒸汽机。因此，希罗完全配得上他的外号“米查尼科斯”——这在希腊语里是“工程师”的意思。

(1)缪斯之家，据传是由托勒密一世创建的一所学院，内含著名的亚历山大图书馆，是科学、哲学、音乐、诗歌之家。