正文 第一章 四通八達的地上交通的發展(四)(2 / 3)

詹內在旁邊看呆了,孩子們手拉手的方法對他產生啟發,使他的思路豁然開朗。他想:要是能發明一種裝置,像兩隻手一樣產生鉤連作用,問題不就迎刃而解了嗎?

這個想法在腦海裏形成後,他就開始做試驗。他用木頭做成手的模型,讓模型的手指彎曲著產生鉤連作用,想用這個辦法解決車廂的連接問題。可這些用木頭製成的手,一直達不到理想的活動效果,他的試驗也就一次次以失敗告終。

但詹內沒有泄氣,覺得自己的研究思路是對的,一定會取得成功。經過無數次的試驗和改良,他最後終於發明了火車的自動掛鉤。

這種掛鉤以鐵作為原料,像兩隻手,安裝在每節車廂的兩端。“鐵手”的掌上設有一個個巧妙的機關,兩隻“鐵手”一碰,機關被觸動,就牢固地握在一起。啟動另一個機關,兩隻“鐵手”就又分開了。

使用中,“鐵手”會非常牢固,就是火車爬坡,也不用擔心發生事故。至於火車轉彎時,“鐵手”也會巧妙地轉來轉去,一點兒也不礙事。

新式火車掛鉤的發明,解除了鐵路工人的一部分繁重勞作,使鐵路運輸既安全又方便。為了紀念這位傑出的科學家,人們以詹內的名字來為掛鉤命名,就稱它為“詹內掛鉤”。

火車乘客的強製保險——火車票剪口

乘坐火車外出旅行時,乘客拿著火車票從候車室的進站口進站時,要將火車票遞給檢票員,檢票員用一種鉗子在車票上剪一個小口,再將車票遞給乘客,允許乘客進站。為什麼要在車票上剪一個小口呢?這與保險有關。

由於受到技術條件的限製及各種複雜的原因,鐵路部門很難預防意外事故帶給旅客的傷害。每發生一次事故,鐵路部門就需要派出大量的人員及付出大量的資金對受傷害的旅客賠償。為了減少鐵路部門的這一壓力,我國從1951年開始,實行了對鐵路旅客運輸的強製保險製度,由旅客向保險公司投保,發生意外事故時,由保險公司處理並負責賠償。具體作法是:旅客在購買火車票時,要將票價的2%繳納保險金給中國保險公司。

後來,為了簡便手續,從1959年起,由旅客直接向鐵路部門投保,即鐵路部門在發售車票時,一並核收旅客交納的強製保險金。

強製保險規定,從旅客持有效車票剪口進站後開始到繳票出站為止,如因意外事故發生人身傷亡,則由鐵路部門向旅客負責支付保險金。因此,火車票剪口不僅是鐵路部門檢查旅客乘車的憑據,也意味著鐵路部門對旅客可能發生的意外傷害實行強製性保險的開始。

老鼠打洞引起的發明——地鐵

19世紀中葉,英國倫敦比以前任何城市發展得要快,在這個龐大帝國的中心,當數以千計的新房屋、商店、辦公樓、工廠和學校為日益膨脹的勞動大軍而建造起來時,它幾乎要爆炸了。交通十分擁護,馬路窄小,人流如潮。一旦遇到馬車通過,整條街道便被堵得水泄不通,這嚴重地妨礙著市民的正常工作和生活。政府主管部門雖然對這種狀況極為擔心,憂心忡忡,但一時卻拿不出更好的解決辦法,於是決定廣泛征求改善交通運輸狀況的良策。

居民提出了各種各樣的設想,可這些設想要麼實施難度極大,要麼無法從根本上解決問題,因此得不到政府的采納。

有一個叫查理斯的人,是一位十分熱愛社會事業的人,他於1804年3月出生在英國倫敦一個工人家庭,大學畢業後,成為了一名法官,每年都要處理很多因車輛擁擠引起的糾紛和事故。他與許多市民一起,也積極地投入到了為解決交通擁擠而為政府獻計獻策的行列中。

有一個時期,查理斯常常站在倫敦街頭,注視著那些穿梭往來的馬車,他想,馬車載人少,而且行走速度慢,自然容易引起交通堵塞。要是城市的交通工具是火車,那該有多好啊!拉的人又多,速度又快,這樣道路就暢通無阻了,可是,城市裏車水馬龍,火車又怎麼跑呢?

有一天,查理斯在打掃衛生時,發現牆角有一個老鼠洞,而且一直通到牆外。此時,查理斯的腦海中忽然迸發出一串智慧的火花:老鼠無法在地上活動,就轉入地下活動;火車無法在城市上麵行駛,可不可以轉入城市的地下行駛呢?查理斯對這一設想進行了論證,經過縝密的分析,他確認“讓火車入地”這一方案是完全可行的。

1843年,查理斯向政府提出了修建地下鐵道的建議。查理斯的建議一提出,引起了許多人的恐慌和反對。他們擔心地下鐵道將危及地上房屋的安全,擔心地下火車有時會出車禍而乘客無法逃生等等。政府經過反複研究和論證,認為修建地下鐵道是可行的,市民們的擔心是不必要的,於是議會批準了查理斯的方案,在帕丁頓的法林頓街和主教路之間修一條長約6000米的地鐵。1960年,政府組織了900多左右的工人,開始修建地下鐵道。

1863年1月10日,這是一個不尋常的日子,世界上第一條淺層次地下鐵道建成並投入運營。這條地鐵是由蒸汽機車牽引的,車廂由木材製成,客車車廂內用煤汽燈照明。許多居民出於好奇心,爭先恐後地乘坐地鐵。這條地鐵在運行的第一年中就運送了950萬人次的旅客,倫敦的交通擁擠很快得到了緩解。

可是,好景不長,由於這條地鐵是由蒸汽機牽引的,車廂內又是用煤氣照明的,蒸汽機排出的水蒸汽、燃燒產生的煙霧,煤氣燈泄漏的煤氣聚集在隧道裏,因些隧道裏整天煙霧彌漫,氣味難聞,人們寧願坐馬車,也不願乘坐地鐵了。

“能不能發明一種不冒煙的列車,讓它在城市裏行駛呢?”為此,已是年近花甲的查理斯又開始對地鐵進行改進的設計。但是,查理斯終因積勞成疾,最後病死在對地鐵進行改進設計的圖紙跟前。

就在人們對地鐵汙染漸漸不滿而逐步放棄坐地鐵的時候,電動機正在一些行業嶄露頭角。於是,有人便設想用電動機來代替蒸汽機作為地下火車的動力,這一設想很快變成了現實。1896年,在匈牙利首都布達佩斯修築了大約長4千米的地下鐵道,這是世界上第一條電氣化地鐵。它因為沒有汙染,行駛速度快,深受城市居民的歡迎。從此,地鐵相繼出現在世界各大城市。

第二次世界大戰結束時,全世界隻有20座城市有地鐵。現在,有地鐵的城市已增加到100多座,線路長達52000千米。我國的北京、香港、上海和廣州等城市也有了地鐵。世界上很多大城市的地下都已構築起一個上下數層,四通八達的地鐵網,有的還在地下設立商業設施和娛樂場所,與地鐵一起形成了一個地下城。地鐵車站建築構思新穎,氣勢磅礴,富有藝術特色。地鐵現代化的發展,讓軌道交通成為現代化都市的重要標誌之一。

會“飛”的列車——磁懸浮列車

從輪子發明的那一天起,所有的車輛都是采用在人力、畜力、蒸汽力,電力等外力的作用下,推動車輪與地麵或鋼軌的磨擦使車輛向前運動。當摩擦力足以毀壞車輪或鋼軌時,列車的速度就達到了極限。如果想要獲得更高的速度,就得嚐試通過克服車輪與鋼軌之間的摩擦力來提高車速。在眾多的高科技列車中,磁懸浮列車就是這樣一種最理想的列車。它在運行時能克服車輪與鋼軌之間的摩擦力,達到常規列車無法達到的速度。因為它懸空在軌道麵上運行,像是一列會“飛”的列車。

磁懸浮列車為什麼能飛馳在軌道麵上呢?這主要歸功於超導新技術。

被譽為“絕對零度先生”的荷蘭物理學家昂內斯一生致力於低溫物理的研究,攻克了越來越低的溫度。1904年液化了氧;1906年液化了氫;1908年首次使最後一種“稀有氣體”氦液化。其後,使用液氦獲得了0.9K以下的超低溫。1911年,昂內斯將水銀冷卻到零下40攝氏度,使它凝固為一條線,並對它通以電流。當溫度降至零下268.9攝氏度時,昂內斯發現水銀中的電阻豁然消失了,後來,人們把這種電阻突然消失的現象叫作超導現象。在溫度和磁場都小於一定數值的條件下,導電材料的電阻和體內磁感應強度都突然變為零,這種特殊的導電狀態就稱為超導態,在很低的溫度下呈現超導態的導體就是超導體。

1933年,邁斯納和奧森費耳德通過進一步的研究發現,金屬處在超導態時,其內部磁感應強度為零,即能把原來在其體內的磁場排擠出去。也就是說,在超導體內,根本不會發生任何磁場。即使原來導體中有磁場存在,一旦變為超導體後,磁場就統統被排擠在磁場之外。正是由於超導體的抗磁性,會對磁鐵產生一個向上的排擠力,這種排擠力使列車行駛時不與鐵軌直接接觸,人們開始研製的磁懸浮列車就是利用磁極同性相斥的原理,將超導磁體安裝在列車底部,再在軌道上鋪設連續的良導體薄板。電流從超導體中流過時,產生磁場,形成一種向下的推力,當推力與車輛重力達到平衡時,車輛就可以懸浮在軌道上方一定的高度了。

1996年,美國開通了從奧蘭多機場到迪斯尼樂園22千米的磁懸浮線路。2002年12月31日,世界第一條商業化運營的磁懸浮示範線在中國上海勝利通車。磁懸浮列車與目前的高速列車相比,具有許多無可比擬的優點。它可靠性能好,維修簡便,最主要的是它的消耗極低,不排放廢氣,無汙染。磁懸浮列車集計算機、微電子感應、自動控製等高科技於一體,是目前人類最理想的綠色交通工具。