文/赵洋
蒸汽朋克的科技生态
改编自儿童书的《黄金罗盘》、改编自科幻名著的《时间机器》、改变自漫画的《非凡绅士联盟》,还有动画片《哈尔的移动城堡》……这些内容迥异的影片有何共性?答案是,它们都构造了架空世界,都具有维多利亚时代的美学风格,都出现了复杂的蒸汽驱动的机械。简而言之,它们都是“蒸汽朋克”电影。
什么是蒸汽朋克
蒸汽朋克(Steampunk)是一个合成词,由蒸汽(steam)和朋克(punk)两个词组成。蒸汽代表着以蒸汽机为动力、使用机械传动的各种机器。朋克是一种非主流的边缘文化,旨在超越社会准则,塑造独特的精神乌托邦。蒸汽朋克的精神是反乌托邦的,怀旧和幻想的成分大于叛逆。蒸汽朋克作品往往以蒸汽时代为背景,或将蒸汽机的力量无限扩大,虚拟出一个蒸汽力量至上的时代;或依靠某种假设的新技术,构筑出一个架空的科技世界,营造虚构和怀旧特征。这种文化起源于工业革命之后,是人们对于科技力量的代表——蒸汽机——神化的结果。
在维多利亚女王统治下的大英帝国(1837-1901),以蒸汽机的广泛应用为标志的工业革命正方兴未艾,电气技术又带来了第二次工业革命。理性与进步似乎凌驾一切,标志着人类文明昂首进步的无限可能。在那个时代,工业产品第一次成为日用品而被大量生产,掌握着新奇玩意儿的孤独发明家开始进入公众视野。这在蒸汽朋克作品中的反映就是“孤独发明家”角色的频繁出现:
《海底两万里》(凡尔纳)中“鹦鹉螺”号潜艇的发明者尼莫船长;《时间机器》(威尔斯)中时间机器发明者亚历山大博士;《差分机》(威廉·吉布森/布鲁斯·斯特林)中机械式完全可编程计算机的发明者查尔斯·巴贝奇;《飙风战警》(1999年科幻片)中发明巨型机械蜘蛛的邪恶科学家勒弗里斯;《天空上尉与明日世界》(2004年科幻片)中试图毁灭地球生物的科学狂人……这个名单还可以列出更长。
如果把“用过去的科技实现当代甚至未来科技才能达到的效果”作为蒸汽朋克的一个特征的话,乔治·梅里爱1902年拍摄的《月球之旅》则可以被看做第一部蒸汽朋克电影。该片改编自凡尔纳的小说《从地球到月球》,探险家用大炮把飞船发射到月球上,实现了1969年火箭技术发展后才能达成的效果。有趣的是,后世电影人为缅怀梅里爱而拍摄的影片《雨果》(2011)也同样采用了浓郁的蒸汽朋克风格。
蒸汽机:万机之母
蒸汽机是将蒸汽的能量转换为机械功的动力机械。在工业革命时代,它是几乎所有大型机械的动力来源,驱动着工厂、矿山、轮船和发电站。
一个流传已久的故事说,英国著名发明家瓦特小时候看到祖母用茶壶烧水,水沸腾后,壶盖啪啪啪地上下跳动,启发了他探究蒸汽力量的奥秘。少有大志的瓦特长大后便成了蒸汽机的“发明者”。
其实,蒸汽机并不是瓦特发明的,他只是改良了蒸汽机,使之成为广泛使用的通用动力装置。最早的蒸汽驱动机械可以追溯至两千年前的希腊时代。赫伦大约在公元10年出生于埃及的亚历山大港,他的先辈在亚历山大大帝征服埃及的时代从希腊迁徙至此。因此,他又被后人称为“亚历山大的赫伦”。
赫伦最卓著的成就是发明了最早的蒸汽机——汽转球(aeolipile),虽然在他之前也有人提出过汽转球的理论,但赫伦是阐述其制作细节的第一人。
汽转球的工作原理是在一口封闭的大锅两侧各安装一根管子,管子中间有一个可以绕轴旋转的空心圆球,在球的两侧,垂直旋转轴方向上安装两个反向弯管喷嘴,将大锅内部注满水后放到火上加热,水沸腾后变成蒸汽从球体两侧的喷嘴涌出,水蒸气带动空心球高速旋转。
为了探寻赫伦原始蒸汽机的功效如何,雷丁大学古典学者J.G.兰德尔斯复制了一个汽转球,他惊讶地发现,这个球运转起来后,每分钟转速高达1500转,它“很可能是当时世界上旋转速度最快的物体”。但是,汽转球的摩擦内耗和蒸汽泄露严重,效率只有1%,需耗费大量燃料才能工作。在两千年前,这项发明可能只有娱乐功效,不过是一个新奇的机械玩具而已。(2004年,汽转球的形象被日本导演大友克洋采用,化身为蒸汽朋克动画电影《蒸汽男孩》中足以满足供应整个国家能源需求的“蒸汽球”。)
赫伦去世十六个世纪以后,蒸汽机再次出现。1690年,法国工程师巴本制成了第一台活塞式蒸汽机。1698年,英国铁匠塞维利在物理学家胡克的帮助下,发明了世界上第一台实用的蒸汽泵,用于矿山排水。1705年,英国工程师纽科门综合了巴本和塞维利蒸汽机的优点,设计了更为先进和实用的蒸汽机,迅速在英国的矿山和煤场中推广使用。但纽科门的蒸汽机只能做缓慢的往复运动,应用范围很有限。1763年,英国机修工瓦特在维修纽科门蒸汽机时,萌发了改进和设计蒸汽机的念头。他相继发明和设计了一系列器件,并于1769年制造出第一台样机,其能效比纽科门蒸汽机提高了五倍以上。
蒸汽机推动了工业革命的发展。从18世纪末开始,蒸汽机在采矿、冶炼、纺织、机器制造、交通等行业中迅速推广,使英国、德国、美国相继成为崛起的大国。
有四种交通工具在蒸汽朋克作品中频频亮相,它们不一定都使用蒸汽机作为动力,但它们鲜明的维多利亚风格,使其成为塑造蒸汽朋克世界的必备元素。而且,这些交通工具仍在当今世界发挥作用,横跨幻想与现实两界,堪称蒸汽朋克的“四大神器”。
飞艇主宰天空
从气球到飞艇
热气球发明后,苦于此物受风力影响太大的飞行家们开始琢磨如何控制气球的飞行。1784年,法国人布朗夏尔将一个手动螺旋桨安装到了气球上,这是有记载的最早的搭载推进装置的气球飞行方式。1785年,布朗夏尔驾驶着带有可扇动翅膀和鸟状尾巴的气球飞越了英吉利海峡。这是第一种拥有推进器(虽然是人力的)和方向舵(运用仿生学)的气球,可以视为飞艇的雏形。
1852年9月24日,法国人亨利·吉法尔驾驶一艘长44米、直径12米、形似雪茄烟的飞艇飞行了27千米,宣告了可操纵飞艇的诞生。该飞艇充氢气的软式气囊下面有一个三角形的风帆,用来操纵飞行方向,功率仅有3马力的蒸汽机带动一个三叶螺旋桨,驱动飞艇前进。
齐柏林:盛极而衰
汽油机发明以后,飞艇拥有了重量更轻的动力系统,艇体和操纵装置也得到改进,飞艇成为具有实用价值的飞行器。1898年,侨居法国的巴西人杜蒙第一次把汽车内燃机装到飞艇上,大大改进了飞艇的性能。1901年10月19日,杜蒙驾驶飞艇首次成功地绕飞巴黎的埃菲尔铁塔,获10万法郎奖金。杜蒙一生建造过不少飞艇,有一次,他操纵飞艇在繁华的大饭店前着陆,步入餐厅就餐,引来好奇观众无数,成为轰动一时的新闻。充满技术极客味道的绅士派头令电影角色“钢铁侠”都相形见绌。
早期飞艇的艇囊都是软体结构,抗风性差,直到硬式飞艇出现以后,飞艇实用性才大大提高。硬式飞艇之所以能占领天空,与菲迪南德·齐柏林的努力密不可分。1838年,齐柏林生于德国普鲁士贵族家庭,二十三岁时,他远赴美国参加南北战争,成为北军的一名炮兵观测员。在马里兰州的波多马克,齐柏林第一次乘坐炮兵观测气球升空。这次乘气球升空的经历使他认识到,气球具有成为运输工具的巨大潜力。1891年,齐柏林辞去中将职务,集中精力研究他的“可以载人的气球船”。
1900年,齐柏林造出世界上第一艘硬式飞艇LZ-l号,这艘飞艇长达129米(相当于一艘现代驱逐舰的长度),直径11.6米。艇身框架由一根纵向龙骨、24根木桥条、大量的纵向和径向的张线组成。框架外面蒙有防水布,分前后两个舱室,各装有16马力的发动机,通过长驱动轴驱动安装在机身两侧的螺旋桨。艇内有16个气囊,容积为22500立方米,载重为8700千克,总升力达13吨,最高可飞升至2500米。
1904年,流亡海外的中国维新派领袖康有为在巴黎实现了“飘然驭风而行”的梦想,乘观光气球在两千尺(约合610米)的高空俯瞰山川人世。在飘然欲仙之际,康有为仍不忘地面纷繁争斗,预言气球和飞艇会在未来的战争中发挥作用:“天空交戟,益为神物”,“必为百年后一大关系事!”
事实上,仅仅八年后,飞艇就成了最早投入战争使用的航空器,比飞机上战场还要早。1912年,意大利军队首次将飞艇用于军事目的,侦察的黎波里西部地区。第一次世界大战期间,英国和法国都成立了小型软式飞艇队,执行反潜侦察巡逻任务;德国成立了齐伯林飞艇队,用于海上巡逻、远程轰炸和空运,还曾多次用飞艇对伦敦、巴黎、安特卫普进行轰炸。
实战表明,飞艇作为武器看似可怕,但并不精准。航空器的后起之秀——飞机的性能不断提高,取代了飞艇在军事上的应用。但是,飞艇的商业应用仍蓬勃发展。一战后,战败国德国被禁止拥有军用飞艇,所以齐柏林公司开始重新制造新型民用飞艇。1929年的大型商业飞艇“齐伯林”号载客16人,历时20天完成了环球飞行。该飞艇有效负荷80吨,九年间安全飞行170万公里,运送旅客1.8万人。英国和美国也先后参照齐伯林飞艇,制造了各自的大型飞艇R-100号和“阿克隆”号。“阿克隆”号内部可装载5架战斗机,犹如悬停于空中的航空母舰,任凭战机于空中自由地停泊。科幻片《天空上尉和明日世界》中出现的“飞行母舰”,原型就是这种飞艇。可惜这些大型硬式飞艇相继失事,给飞艇的发展之路投下了阴影。
“兴登堡”号的灾难
1936年,齐柏林飞艇公司完成了巨型飞艇LZ129“兴登堡”号的建造,它是齐柏林飞艇为德国政府建造的飞艇队中最大、最先进的一艘,以当时德国总统兴登堡的名字命名。它体长245米,最大直径约40米,重206吨。
在“兴登堡”号建成之前,就有大型飞艇失事的先例。1923年,法国的“底斯米特”号在地中海上空遭到强风的袭击引起雷击爆炸,乘员52人全部遇难。1928年5月25日,“意大利”号飞艇在考察北极的归途中遇到浓雾和劲风,撞冰山坠毁。但这并未动摇飞艇航运业的信心,仅“兴登堡”号就曾在美国和德国之间往返飞行10次,总共运送旅客达一千多人,堪称20世纪30年代的空中豪华客轮。
最著名的飞艇事故是1937年发生的“兴登堡”号降落时的火灾,造成36人丧生。当时芝加哥WLS电台的播音员赫伯·莫里森正在直播“兴登堡”号抵达的盛况,这是世界上第一个在大西洋两岸之间直播的广播节目。在短短的十多秒内,播音员的声音由兴奋转为惊恐,最后归于痛苦的呜咽,其中还夹杂着周围女性恐惧的尖叫声,将现场的气氛迅速传播到了收音机前。除了广播,这一事件被在场的大量摄影机和照相机记录下来,通过报刊的扩散,使公众彻底丧失了对飞艇的信心。当时飞艇多充氢气,容易着火爆炸,安全性差,以致后来德国民航部门禁止将氢气作为飞艇的浮升气体。加上飞艇逆风和顺风飞行时间差异太大,不易安排定期航班,飞机取代飞艇成为航空运输的主力也就在所难免。从这时起,硬式飞艇的发展进入停滞状态。第二次世界大战期间,只有软式飞艇用于护航和侦察。
飞艇重现天空
20世纪70年代以来,随着高分子化纤材料的出现、自动控制技术的完善,以及氦气取代氢气作为浮升气体,飞艇的发展又获得了新的活力。不少国家开始在新的技术基础上研制现代飞艇。英国研制出用于北海油田巡逻的软式飞艇;美国提出了用直升机和飞艇艇体组合的混合式飞艇方案,用于吊运大型装备的作业。军方使用飞艇作为侦察工具。在民间,飞艇也大量用于观光、广告和影视拍摄。
与其他航空器相比,飞艇具有单位里程成本低、能耗少、乘坐舒适等优点。飞艇尾气排放及噪音污染较少,利于环保。2011年,加拿大研制的一种太阳能动力飞艇在试飞中尽显上述优点。该飞艇顶部的太阳能电池板为电动机和各项艇载设备提供能源,可在任何场地降落起飞,堪称“无需道路,无需燃料,无需基础设施”的飞行器。这种飞艇有三种尺寸,可按需生产:小型版本可用作空中救护车或侦察平台,中型版本可携带990千克重的货物每日飞行1000千米,大型版本可将33吨货物运送到任意远的地方。美国一家公司的目标是生产出长305米、载货量250吨的巨型货运飞艇,用于向没有机场的地区运送货物。
齐伯林的后代也投资建立了一家飞艇制造公司,试图应用高新技术重建昔日辉煌。他们从1995年开始制造“齐伯林NT”LZN07型飞艇,采用碳素纤维合成材料与铝合金制作艇身,充氦气。艇长75米,直径14.16米,航速130公里/小时,可搭载两名驾驶员和十二名旅客,用于短途观光旅游服务。该艇在1997年试飞成功。齐伯林的孙女伊丽莎白·法尔把它命名为“佛里德利荷斯哈芬”号。
晚清的蒸汽朋克
前面说到康有为在巴黎乘气球升空,颇有一番感慨。当年开眼看世界的中国人中,有不少都在欧洲或目击或乘坐过气球乃至飞艇。这些奇闻异事随着翻译小说、口述、笔记传入中国,形成了晚清到民国初年的科学小说蒸汽朋克风。
1890年,薛福成在《出使英法意比四国日记》中记录道:“从前中国小说家言,有所谓腾云者”,“今则乘气球者,非所谓腾云乎?”他还对英美联合研制的“可从空中来往”的飞艇很有兴趣。他发议论道:“要之,就此法而精思之,合群力而互营之,则奇肱氏之飞车,必有乘云御风之一日,其在百年或数百年之后乎?”薛福成的想象还是保守了,他可能不知道,六年前法国人就造出了电动机驱动的飞艇,而在他写下这段话的十年后,齐柏林就造出了第一艘硬式飞艇。
其实,飞艇的故乡就在中国。中国人发明了纸,用纸才能糊灯笼。充满热空气的灯笼飞上天,就是孔明灯。这便是最早的热气球。研究中国科技史的英国学者罗伯特·坦普尔更认为,中国早在公元2世纪就发明了用蛋壳制作的“热气球”,具体制作方法就记载于《淮南万毕术》中。
进入20世纪,中国小说家的想象力开始高速进化。在1904年发表的《月球殖民地》中,气球还只是凌空而起;在1905年的《新石头记》中,“飞车”就已经空中往来无碍;而在1909年的《新野叟曝言》中,乘坐“飞舰”的中国人已经能开发月球和木星了。而且,能从气球上发射“绿气大炮”的人,密谋行刺时却克制地只使用飞镖(《月球殖民地》);在气球队、潜艇、日光镜纷纷上阵、大派用场之际,最终决定战争胜负的,竟是追魂砂(《新纪元》)。可见,当时中国的科学小说家深谙后世蒸汽朋克的“科技+魔法”之道,而且“中学为体,西学为用”,其形式感丝毫不逊于欧美蒸汽朋克作品。从这个意义上讲,电视剧《甄嬛传》仅仅做到了“纬以人情”,并未“经以科学”,更没出现蒸汽机和飞艇,还远远算不上“穿越神剧”,想象力比前人差远了。【责任编辑:杨 枫】
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