電梯進化論之電梯起源

1、第一章電梯起源與任何一樣工具一樣，電梯起源于工作、生活的需求。對電梯這個產品而言，其產生與發(fā)展是一個進化的過程。讓我們從古老的遺存說起吧。第一節(jié) 埃及金字塔的建設中的電梯智慧圖一 埃及金字塔景觀圖建于公元前2690年左右 ，在現(xiàn)在埃及首都開羅郊外的吉薩，建造了一座舉世聞名的胡夫金字塔。作為人造建筑的世界奇跡，胡夫金字塔首先是世界上最大的金字塔，是第四王朝第二個國王胡夫的陵墓。在1888年巴黎建筑起埃菲爾鐵塔以前，它一直是世界上最高的建筑物（另說：1880年竣工的科隆大教堂高157.3米）。原高146.5米，因年久風化，頂端剝落10米，現(xiàn)高136.5米；底座每邊長230多米，現(xiàn)長220

2、米，三角面斜度52度，塔底面積52900平方米；塔身由230萬塊石頭砌成，每塊石頭平均重2.5噸，最大的重達160噸；有學者估計，如果用火車裝運金字塔的石料，大約要用60萬節(jié)車皮；如果把這些石頭鑿碎，鋪成一條一尺寬的道路，大約可以繞地球一周。據(jù)說，10萬人用了30年的時間才得以建成。在這里，我們不贊嘆金字塔的設計精巧，計算精密，規(guī)模的巨大和其高超的建筑技巧。單單從石頭的運輸、就位來探索。尋覓古老電梯的起源。許多的科學家對于這一世界建筑奇跡的建造方法紛紛猜想。從他們所能想到的角度，結合當時的技術條件和資源條件進行了各種猜想。關于運輸，大至有利用水的浮力來完成的，有利用筑沙路拖運的，也有修土路用木

3、頭滾動的，等等。我們先來看幾張圖片，圖二 用土筑坡路運輸石頭的猜想猜想一：古埃及奴隸是借助畜力和滾木，把巨石運到建筑地點的，他們又將場地四周天然的沙土堆成斜面，把巨石沿著斜面拉上金字塔。就這樣，堆一層坡，砌一層石，逐漸加高金字塔。建造胡夫金字塔花了整整20年的時間。想象一下，對于每塊石頭平均重2.5噸，最大的重達160噸的石塊，要一個什么樣的坡度，又須要修多長的坡才能實現(xiàn)?顯然這對于勞動效率而言不是最佳選項。短距離的水平運輸采用這種方式可能效果更好。圖三 利用水的浮力和羊皮氣囊來運輸完成堆砌的猜想圖猜想二：古人沒有什么發(fā)達的交通工具，金字塔的花崗巖采石場附近有溝渠，因此最有可能的方法就是水運，

4、在河流域通往胡夫金字塔的路線建造運河，能夠憑借水的浮力來運送石塊。金字塔的原料來自于距離遙遠的采石場，古埃及沒有什么橡膠之類的漂浮工具，他們利用皮筏和繩索固定石塊，讓石頭浮起來。古埃及人用牛只拖運一個個石塊到運河的港口。接下來的問題是，如何將這些石塊一層一層的運上去？在網(wǎng)上的渠道中間，古埃及人設置了許多道閘門，當?shù)谝坏篱l門開啟的時候，石頭就會輔導第二道閘門處，再關閉第一道，打開第二道，以此類推。在這樣的運送方式下，巨大的石塊就可以被運送到準備施工的高度，在這樣一層一層得往上砌筑。這種猜測對水的浮力應用相當熟練，但是在往上運輸?shù)倪^程中所碰到的技術難題真正解決起來可不是一件容易的事。圖四 埃及金字

5、塔建設時用的起吊運輸示意圖猜想三：起吊運輸。就圖四做一下設想，成立的關鍵是古埃及人所能利用的材料和當時的技術條件是不是可以滿足這一個起重吊裝的過程？這一點是不容置疑的。這里只要滿足兩個條件：一是結繩技術的成熟應用；二是大量的木材以及加工技術。單從金字塔的石頭加工上，我們可以想像加工木材的技術是完全沒有問題的。至于結繩，是一項很古老的技術了，而且當時的尼羅河流域旁生長了許多的紙莎草，最有名的用途就是做為莎草紙，在建造金字塔時據(jù)信也用了紙莎草來編織粗硬的繩索。也許古埃及人用的是三個猜想的整合方案來完成金字塔的建造的吧用水路運輸完成從采石場到工地碼頭，用起吊運輸來完成從水到陸以及砌筑的過程，用筑路拖

6、運的方式來完成短途運輸。終于完成了這一偉大工程。 圖五 埃及金字塔建設時用的牽引坡面運輸示意圖再看圖（五），運送側不就是我們的轎廂，而牽引側就是我們的對重了。當然，我們也找得到扶梯的影子：在傾斜的坡面上完成運輸。也就是說早在公元前2690年左右，我們人類在統(tǒng)治者追求的生活下，為了完成特定的工程，在使用和制造工具的過程中開始了電梯的研發(fā)和制造，只是那時候沒有電，也就不叫電梯了。圖六電梯基本原理示意圖回到本書的出發(fā)點，從圖四和圖五上是不是可以找到圖六的影子？ 埃及人在建造金字塔時使用了最原始的提升系統(tǒng)，直到今天，它的基本原理幾乎沒有任何變化，一個平衡物下降的同時，負載平臺上升。第二節(jié)，中國古代的簡

7、單機械中的電梯智慧我國古代的農業(yè)、手工業(yè)、建筑業(yè)和運輸業(yè)是比較發(fā)達的，因此簡單機械的成就也是輝煌的，杠桿、斜面、轆轤等的應用非常廣泛。我國古代轆轤和絞車轆轤的制造和應用，在古代是和農業(yè)的發(fā)展緊密結合的，它廣泛地應用在農業(yè)灌溉上。我國在公元前1100年以前就發(fā)明了轆轤，它采用卷筒的回轉運動完成升降動作，因而增加了提升物品的高度。根據(jù)物原記載：“史佚始作轆轤”。史佚是周代初期的史官。轆轤的應用在我國時間較長，雖經(jīng)改進，但大體保持了原形，說明在3000年前我們的祖先就設計了結構很合理的轆轤。解放前在我國的北方缺水地區(qū)，仍在使用轆轤提水灌溉小片土地?，F(xiàn)在一些地下水很深的山區(qū)，也還在使用轆轤從深井中提水

8、，以供人們飲用。古代漢族民間的起重機械，轆轤在春秋戰(zhàn)國時代已用于從豎井中提升銅礦石。農書還記述了一種復式轆轤：繞在軸筒上的繩子兩端各系一個容器，“順逆交轉，所懸之器虛者下，盈者上，更相上下，次第不輟，見功甚速。”這就省去空容器的行程時間；同時，空容器的重量也起一定的平衡作用?，F(xiàn)代強制驅動電梯示意圖 可以說，我國古代勞動人民，用其非凡的智慧，為了提高勞動效率，在使用軸筒的繞轉來增加提升高度、用大輻與小軸來省力。從最原始的原理上完成了強制電梯的原始制造和應用。而復式轆轤的發(fā)明無疑是在向曳引電梯的原理的方向邁進了一大步。而且為了增加摩擦力，采用了復繞的方式。我國古代的龍骨水車龍骨水車約始于東漢（公元25年-200年），三國時發(fā)明家馬鈞曾予以改進。此后一直在農業(yè)上發(fā)揮巨大的作用。清蔣炯踏車曲：“以人運車車運輻，一輻上起一輻伏。輻輻翻水如瀉玉。大車二丈四，小車一丈六。小以手運大以足，足心車柱兩相逐。左足才過右足續(xù)，踏水渾如在平陸。高田低田足灌沃。不惜車勞人力盡，但愿秋成獲嘉谷?！爆F(xiàn)代扶梯結構圖“以人運車車運輻，一輻上起一輻伏。輻輻翻水如瀉玉?！庇墟湽?jié)，有梯輻，有龍骨，更有了驅動輪和轉向輪。這不就是一臺古老的人力扶梯嗎? 純粹從原理角度來考量，無疑已經(jīng)非常完美了。這比1891年，紐約企業(yè)家杰西