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给孩子受益终生的人文底色

文丨吴京平

博雅《给孩子的科技周刊》主讲人

知名科普作家

这些日子，因为奥运重头的点火仪式，很多人，包括一些科普大V，把“热气球”作为了巴黎浪漫的代名词之一。

但是浪漫是浪漫，创意是创意，那个球，可不是热气球！

分享《给孩子的科技周刊》吴京平老师的全新讲解，也看看这场极致浪漫背后的科学之路。

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01

圣火台，没有真火

你看到的烟雾，其实是水雾

这一次，巴黎奥运火炬点火仪式比较引人注目。因为这次没有固定火炬台。圣火台悬挂在一个巨大的气球下面，飞到了60米高的空中，在巴黎的夜空熠熠生辉，你离得老远就能看到这个别出心裁的圣火台。

可是你知道吗？这个圣火台并没有真的燃烧，你看到的那些“火”，也并不是真的火焰。这个特殊的圣火台是法国电力公司专门为这次奥运会设计的。

这个圣火台是个巨大的圆圈，里面安装了40盏大功率的LED射灯，还安装了200个高压水雾喷嘴。LED的光辉照在这200个喷嘴喷出的水雾上，就像是熊熊燃烧的火焰。其实这从头到尾都是灯光效果，并没有燃烧。这也算是把环保做到极致了。

观众看到的“火焰”是光流与水雾配合呈现出来的效果

这个大气球所在的位置就是杜伊勒里花园，白天气球降落到地上，耗水量每小时2吨，夜里飞到60米的空中，每小时的耗水量是3吨。LED需要用电，喷水雾需要用水，所以圣火台下边必须拖一根电线和水管。气球必须用钢缆系留在地面上。

02

人类最初的飞行梦

巴黎圣火，致敬蒙哥菲尔兄弟？

法国人是怎么想到把圣火台吊在气球上飞上天呢？

了解科学史的人看到这个创意，肯定会眼前一亮。因为载人的气球，本来就是法国人发明的。第一个乘坐气球飞上天空的，就是法国人。

大概在1782年左右，法国的蒙哥菲尔兄弟在烧纸的时候，发现火焰的热气可以带动纸灰冉冉上升，还会把女孩穿的大裙子吹鼓起来。他们突发奇想，如果用布做个大口袋，装上满满的一口袋热气，是不是可以把人送上天呢？

蒙哥菲兄弟在家乡安诺奈的纪念碑

说干就干。

他们制造了一个直径11米的大气球，这气球是用亚麻布做的。为了保持气密性，他们在布里面贴了好多层纸。这兄弟俩的本行是造纸的，纸有的是。他们在这个大气球下边生火，把燃烧产生的烟气灌进气球，气球果然飞了起来，飞到了2000米的高空，停留了10分钟。看来这事儿靠谱儿。

当然，离了钱是万万不能的。为了获得贵族的支持，1783年9月19日，这兄弟俩在法王路易十六的凡尔赛宫门前广场上做了表演，这一次大气球带了一只鸭子、一只鸡和一只羊上了天，落地的时候这几只动物都活蹦乱跳的。

正因为这段历史，有不少人认为，这次巴黎奥运会的圣火台设计成一个飞天的大气球，就是为了致敬蒙哥菲尔兄弟。

你要这么说也不算错，但是并不精确。蒙哥菲尔兄弟制造的是热气球，可是这次奥运圣火台并不是挂在热气球下边。

03

“巴黎极致浪漫”不是热气球

现代热气球的造型都是类似水滴形，在最底下有个大开口，时不时要用火焰喷射器为气球里的空气进行加热。

热气球球体下面的细节是这样敞开的，这样燃烧器的火焰才能把空气加热

可是巴黎奥运会这个大气球是个标准的圆球，下边并没有用来加热的燃气瓶。这样的气球无论如何不太可能是热气球，而是一只氦气球。

巴黎奥运火炬台气球，球体下部显然不是敞开的，而是有一个黑色的阀门

其实就在蒙哥菲尔制造气球以后，消息马上传开了。法国科学界也马上行动起来了。因为那个时候法国化学获得很大的进展，大家已经可以从酸液之中提取出氢气。氢气本身就比空气轻，本来就可以产生巨大的浮力，根本不需要加热。

物理学家查尔斯拉着罗伯特兄弟一起制造了一只直径4米的气球，载重量只有9公斤。他们从1783年8月23号开始，准备在巴黎的胜利广场上做飞行实验。他们用一大桶硫酸，然后往里面扔进金属，这时候从酸液里面就开始咕嘟咕嘟的冒出氢气。可惜，制造氢气的速度太慢，经历了几次延期，一直鼓捣到了8月27号，才攒够了足够的氢气，实验地点也从胜利广场转移到了更大的战神广场。

那一天的天气也不太好，有点小雨，但是巴黎市民都跑来看热闹。这只氢气球顺利起飞，实验获得了成功。请大家记住这个地点，巴黎的战神广场，也就是现在埃菲尔铁塔的所在地。当年埃菲尔铁塔还不存在呢。

这是一只19世纪制作于英国的象牙鼻烟盒。盒上描绘了1783年8月27日世界上第一只氢气球在巴黎升空的情景。

说实话，这几队人马有点竞争的意思。

1783年10月19日，蒙哥菲尔兄弟组织了一次系留载人实验，罗齐尔和维莱德乘坐气球升到空中，不过为了安全，下边有绳子拉着，并不是自由飞行。

因为第一次气球载人自由飞行有一定的风险，路易十六打算让死刑犯来完成这次试飞。科学家罗齐尔认为这个荣誉不能让囚犯夺了去，自己愿意当第一个实验者。

1783年11月21号，在布洛涅森林边上的穆埃特城堡花园，他和阿兰德侯爵一起登上了热气球，完成了人类第一次热气球自由飞行。阿兰德侯爵是个军人，被吓得脸色煞白，罗齐尔倒是非常镇定。

热气球团队实现了自由飞行，氢气球团队也在加班加点的赶进度。

10天之后，查尔斯和罗伯特兄弟完成了氢气球的载人飞行，飞到500米高，距离是36公里。起飞的地点就是杜伊勒里宫花园。

这把用象牙做成扇骨的精美扇子，描绘了1783年12月1日查尔斯所制作的世界上第一只燃气气球载人飞行的情景。

所以啊，要说致敬历史，这次奥运的圣火点燃仪式应该是致敬了查尔斯的这次氢气球飞行。因为地点完全一致，都是杜伊勒里宫花园。而且气球的形式也一致，只是不安全的氢气被安全的氦气取代了。

杜伊勒里宫花园在哪儿啊？就在卢浮宫的前边，杜伊勒里宫是法国的王宫。只是国王们都比较喜欢住在郊外的凡尔赛宫，不喜欢住在巴黎城里，倒是拿破仑特别喜欢住在杜伊勒里宫。在大革命之后，杜伊勒里宫花园就对大众开放了，成了公共活动的场地。

1878年巴黎世博会，商人吉法德建造了一个载人观光的大气球，尺寸恰好和今天的圣火气球差不多。载人舱的外形和今天的这个圣火台也非常相似。气球下面也有钢缆拉着，也是一个系留气球。起飞地点也是杜伊勒里宫。这个气球可以一次运载40人飞到500米高空俯瞰巴黎世博会的各个场馆，只是气球脚下的杜伊勒里宫已经在7年前的巴黎公社起义之中被烧毁了，废墟一直到1883年才拆毁。所以我们今天只能看到花园，看不到杜伊勒里宫了。

不管怎么说吧，杜伊勒里花园这个地方跟氢气球有缘。如今成了奥运圣火台的所在地了。我们上面提到的这些气球起飞的地点，如今也都是巴黎的著名景点。这座城市也和人类的飞行梦想紧紧地联系在了一起。

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