8.13　新鲁滨逊

法国科幻作家儒勒·凡尔纳曾在他的一部小说《神秘岛》里，讲述了几位主角在一个不毛之地，在没有火柴和打火器的情况下是如何成功地取火的故事。大家都知道，鲁滨逊借助闪电的帮忙取得了火种，闪电燃着了一棵树，——《神秘岛》里的新鲁滨逊，并没有靠外界的偶然因素来取火。这位工程师靠的是自己渊博的物理知识和机智的才干人为取得火种的。

如果你有幸读过这部小说，你应该记得那位天真可爱的水手潘克洛夫刚刚打猎回来时，看见工程师和通讯记者坐在熊熊燃烧的火堆旁的情景，那一刻，他充满了好奇。

“奇怪，这是谁生的火？”水手问道。

史佩莱回答：“是太阳。”

这位通讯记者可没有开玩笑。事实上，这堆使水手惊诧不已的火，的确是太阳生的。水手简直不相信自己的眼前的情景，他惊讶地张开嘴，愣了半天，而没有紧接着问工程师这到底是怎么一回事。

终于，水手回过神来，他小心地问工程师：“看来，你带了只放大镜吧？”

“没有，不过我做了一只。”

边说，他边把这只放大镜递给水手。这只放大镜有两块玻璃，分别取自工程师和史佩莱的表玻璃。工程师将两块玻璃合在一起，在中间注满水，然后用泥土把外沿黏合好，——就这样制造出了一只放大镜。借助它，工程师将太阳光聚焦在干枯的绒草上，从而点燃绒草，取得了火。

读者读到此处，也许要问，为什么一定要在表玻璃中注满水呢，难道利用表玻璃中的空气，就不能实现将太阳光聚焦在一起吗？

是的，确实不能将太阳光聚焦在一起。我们知道，表玻璃表面虽然有点外凸，但它的内外两个表面同心球面，也就是互相平行的。我们从已学的物理学知识可知，光通过这样的平行表面的介质，基本上不改变它的传播方向。紧接着，在空气中，光线又射到另一块表玻璃，同样由于上面的原因，光线也不会改变它的传播方向，发生折射，更别说什么聚焦了。

要使太阳光线透过表玻璃后能够聚焦在一起，那就得用一种相对于空气来说折射率大的透明介质装在两块玻璃之间，而水正好满足这个条件。小说《神秘岛》中的工程师正是这样做的。

一只普通的玻璃瓶，如果它是球形的，盛满水，它就可以用来取火。这一点，很早以前，人们就知道了，他们甚至还注意到，即使用它把火点燃了，但瓶中的水依然是冷的。曾经有过这样一件事：在一扇敞开的窗户上摆有一只球形瓶子，瓶中装满了水，结果窗帘和台布竟然自燃起来，并烧坏了桌面。以前，人们常用装深颜色水的球形瓶子装饰药房的橱窗，殊不知，这样极易引发火灾，这种瓶子特别容易聚焦阳光，从而点燃旁边易燃的药品。

一只装满了水的小圆瓶，能把太阳光聚焦^[2]在一起，从而将玻璃杯中的水烧沸，这只圆瓶的直径只要达12厘米就行了。如果这样的圆瓶直径为15厘米的话，那么在它的聚焦点处的温度可达120℃。装满水的圆瓶完全可以替代打火机来点燃香烟，使用它就像使用放大镜一样简单。

罗蒙诺索夫在他的一篇《谈玻璃的用处》的诗作里，曾谈到用瓶子点香烟的事，他是这样描写的：

在这里，我们借助玻璃瓶从太阳那儿取得了火焰，

我们以普罗米修斯为榜样，轻松快乐地学习着。

那些荒诞无稽的咒骂、谣言，真可谓卑劣无耻，

取用天火吸烟，怎么会有罪孽！

不过，在此我们还是要指出，用水做成的透镜取火，其效果远低于玻璃透镜。原因有二：第一，光在水里的折射要远低于在玻璃里的；其次，光线中的极大部分红外线容易被水吸收，而红外线对物体的加热效果非常重大。因此，只要通过一些简单计算，我们就可证明，小说《神秘岛》中，要用工程师自制的放大镜“聪明地取火”，就事实上来说，悬得很。

令人吃惊的是，早在眼镜和望远镜发明以前的一千多年前，古代的希腊人就了解了玻璃取火的特性。关于这件事，希腊喜剧诗人亚理斯多芬（公元前440年—前380年）在他的喜剧《云》中，就曾提到该方法。在剧里，索克拉特向斯特列普吉亚德提出了一个难题：假如有人说你欠他五个塔兰特（古货币名）^[3]，他手中还有一张债券你该采取什么方法销毁它呢？

斯：我早想到了一个方法来销毁这张债券了！而且这个方法绝对完美无缺——你见了后，绝对会由衷赞叹真是一个绝妙的好方法！在药房里，你肯定看见过用来点燃东西的那种透明的、圆球样东西吧？

索：你说的是“取火玻璃”吗？

斯：就是它。

索：那该怎么做？

斯：我要等公证人取出债券开始填写时，悄悄把这个透明的取火用的东西藏在他的后面，让太阳光聚焦在一起，烧毁掉所有的文字……

为了帮助读者更好理解，在此，需要提醒大家一下，在亚理斯多芬时代，古希腊人都是把字写在涂有蜡的木板上的，这种蜡很易在受热情况下熔化。