歷史的故事中世紀晨星

螺絲的研究—浦利尼(23-79)

螺絲的奧密

螺旋型是自然界的奧秘,這個宇宙有許多的現象是以螺旋的形狀出現,宇宙的星雲、貝殼的形狀、羚羊的雙角、樹木的紋路、蕨類的生長、松樹的球果、灌木的分叉、向日葵花朵的排列、蜿豆的攀爬、肌肉的紋理、遺傳基因的排列等都是螺旋型的形狀。螺旋形的排列可以使灌木的葉子,在單位土地面積上獲得最多的陽光,可以使蜿豆的攀爬獲得較大的摩擦力,使植物的紋路纖維增加抗拉力與抗風力,球果的每顆種子增加的結合力。

螺旋的起源

在歷史上,人類由大自然的螺旋狀物體中也獲得不少的製造靈感,例如建築的迴旋樓梯、兒童的滑流梯、理髮店的招牌、柱頂的螺旋紋篩、陶製品的螺旋塑造、頭髮的螺旋編織與螺絲的螺紋等都有螺旋型。
早期的人類就有使用螺旋狀來製造螺絲的記錄。阿基米德(Archimedes, 287-212 BC)就用螺旋製成取水器,在上端旋轉轉軸,藉著螺紋的旋轉力,產生一個向上的力量,將低下的水取上來,這可能是人類最早使用螺紋原理,製成的取水工具。不過最早提到將螺紋製成螺絲的是西元一世紀的浦利尼(Pliny, 23-79)。

有趣的元帥

浦尼利是一個非常有意思的人,他是一個軍人,而且是擔任過羅馬帝國非洲軍團的司令,他曾帶領軍隊在地中海兩岸打過很多戰爭。浦利尼白天在軍隊裡當元帥,晚上就在圖書館看書,並且一邊看書,一邊作筆記。軍隊行軍之餘,他也四處觀察。浦利尼在西元七十七年,出版了「自然歷史」(Natural History)三十七大本的百科全書,這是人類歷史上第一套的百科全書,百科全書的英文「Encyclopedia」,就是他先取的。百科全書原來的字義並不是參考資料全集,而是給「一般人的教育」(general education)的意思。這套百科全書中就首先提到「螺絲」的人。

下坡容易上坡難

螺絲的構造是幾道的螺紋,繞著垂直的軸。螺絲的上面有著螺帽,以螺絲起子在螺帽上旋轉,螺絲就可以往下鑽。螺絲的奧妙就在這裡,祇要將螺絲再下旋轉幾下,旋轉的扭力就可以轉換成很大的阻力,使得螺絲要固定的東西不容易鬆開。能將扭力轉成阻力就是螺絲的功用。
螺絲的阻力是來自螺旋的紋路,螺紋好像是一道長彎的斜坡。爬山的人都有這經驗,在山上順著彎曲的斜坡上跑下來,非常的快,但是在山下要沿著彎曲的斜坡跑上去,就非常的累人。螺旋的紋路,就像是一般繞著轉的斜坡,要轉下去很容易,要推上去就很困難。螺旋提供方便之一就是在最小的空間裡,能輕易的產生很大的阻力。
不要低估一顆小小的螺絲,如果鑽對地方,是可以發揮很大的功效。也許宇宙的形成,生物生長的奧秘,都放在螺旋的結構上,這個世界太有趣,太值得人去思索。

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