阿基米德定律竟然可以如此完美地与历史、文化、工程和旅游结合时，本文作者为它所展现的创意和细腻而感动。 根据阿基米德定律(Archimedes law)，物体浸在流体中时，它所受到的向上的浮力，相等于它所排开流体的重力。在物理课本里读到这定律当然不出奇，可是当这定律和旅游相遇时，你又想到了什么？科学馆？阿基米德的故乡——锡拉库萨？如果我说答案是“运河”，你相信吗？
) k$ [- V. N1 E" b/ ^% stvb now,tvbnow,bttvb 准确来说，那是两条位于苏格兰中部的运河——一条是贯穿苏格兰东西岸的佛斯与克莱德运河(Forth and Clyde Canal)，另一条是连接爱丁堡(Edinburgh)和佛斯与克莱德运河的联合运河(Union Canal)。两条运河在福尔柯克(Falkirk)附近汇合，而它们碰头的方式，就和阿基米德有关。
) o* ~' f$ S) V8 Htvb now,tvbnow,bttvb | | 福尔柯克之轮用两把“凯尔特双头斧”，承载上下两个水槽。 |
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首条连接两个海洋的运河航道
5 I7 ?6 d) V% Y' a0 m 佛斯与克莱德运河动工于1768年，1777年时她接通了西岸的苏格兰第一大城格拉斯哥(Glasgow)与东部佛斯湾(Firth of Forth)的港口城市格兰茅斯(Grangemouth)。13年后，从格拉斯哥往西到克莱德湾(Firth of Clyde)的水道也完工了。于是，61公里长的佛斯与克莱德运河成了世界上第一条连接两个海洋的运河航道。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。) h# V- T, L. @, S: s
1818年到1822年间，51公里长的联合运河也建成了。联合运河沿着地势平坦前行的等高线运河。然而，两条运河在福尔柯克汇合之前，还得克服35米的高度落差。当年工程师们用了11个水闸来解决这问题。tvb now,tvbnow,bttvb- O% B1 H- @3 O/ a5 ]) }
在公路设施落后，铁路还不普遍的年代，这两条运河走过她们的辉煌时期。然而，自第一次世界大战开始，她们就逐渐被铁路取代而没落。到了1960年代，苏格兰政府在建设几条新的主要公路时，为了省下在运河上建桥的昂贵成本，选择了建路堤的方案。这方案在节省经费的同时，也宣告运河卸下了贯通东西岸的责任。TVBNOW 含有熱門話題，最新最快電視，軟體，遊戲，電影，動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5 v- Z6 g, ~; O! I0 _9 r: ?( }
静极思动，两条运河沉睡了30多年后，英国水道局(British Waterways)在千禧年来临之前，展开了称为“千禧连接”(The Millennium Link)的计划，除了要让运河重现昔日光辉，更要带动运河沿岸的产业与休闲活动的发展。为此，水道局对运河多处的桥梁、水闸等结构进行了修复和重建。比较困难的工作在于如何处理连接两条运河的那11个水闸，因为它们已经埋在福尔柯克的街道下。
4 ~ l8 {8 I) m% h6 I公仔箱論壇 为此，水道局花了5年的时间来设计连接两条运河的新工程结构。出现过的设计方案包括了类似缆车的吊挂结构、类似跷跷板的升降结构，和类似摩天轮的转动结构。获选的是摩天轮式的结构，叫做福尔柯克之轮(Falkirk Wheel)。不过，这个“轮”不是圆形的。它的设计采用了凯尔特双头斧的风格，不但独特，而且和苏格兰的古老文化遥相呼应。公仔箱論壇2 ]7 W% j9 M1 T8 {* D( u
如何运用阿基米德定律？
6 S! M: ~: R! L( W" wtvb now,tvbnow,bttvb 福尔柯克之轮的上下两端各有一个50吨重的水槽，可装满250吨的水。想象一下，从较高的联合运河驶来的船只，进入了上端的水槽，从较低的佛斯与克莱德运河驶来的船只，进入了下端的水槽，只要福尔柯克之轮转动半圈，两个水槽就可以互换位置，里头的船只则可以继续航程。或许你要问，如果两艘船的重量不同，福尔柯克之轮岂不要失去平衡而难以转动吗？( `0 E' ]$ _+ R/ C- _
别担心！还记得阿基米德定律吗？重的船排开较多的水，轻的船排开较少的水，只要一开始时两个水槽盛满同等容量的水，那么不管后来驶入的船只重量如何，两个水槽的总重量还是相等的。在平衡的状态下，两个水槽就不会倾斜，而福尔柯克之轮只需要每小时1.5千瓦的电力，就可以转动半圈。公仔箱論壇4 N: A, Y2 F/ O1 r1 L) u
转动25米高的福尔柯克之轮的主要机械，是由数个液压马达转动的一排齿轮。转动这巨轮半圈只需5分钟动，加上储水以及船只驶入和驶出的时间，也不过是15分钟。比起过去，一艘船通过11个水闸得用上将近一天的时间和3500吨的水，福尔柯克之轮不但节省能源，也节省时间。5.39.217.76 m& d2 i# a. t* D( I, A
 | | 高架渠道连接福尔柯克之轮，巨轮下有水池，池畔有游客中心。 |
4 ^ z( I& x0 x' Z. y% N 如何处理十米落差？
: @2 E& L5 v6 j* W. A 或许你又要问了：不是说两条运河的位置有35米的落差吗？福尔柯克之轮只有25米高，那剩下的10米落差要如何克服？原来除了巨轮，工程师们还把联合运河多开凿出1公里，再用两个水闸让船只下降7米以进入一个水池。之后，船只航过爱丁堡通往格拉斯哥的铁路桥之下，再进入一条168米长的运河隧道和104米长的高架渠道，就可进入巨轮上端的水槽。巨轮的下端是另一个水池，水池之后又是一个水闸，让船只下降3米以进入佛斯与克莱德运河。于是，这10米的差距也被填补了。值得一提的是，那168米长的运河隧道穿过的山丘上，有罗马人遗留下来的安多宁长城(Antonine Wall)。tvb now,tvbnow,bttvb8 _+ x2 b. I2 J0 K+ h1 _
参观福尔柯克之轮时，若想要亲身体验这巨轮如何发挥“船只升降机”的功用，最好提前订票，否则可能得等上一段时候才得以登船。运气不好的话还会买不到票。我去参观的那天，遇到了一位洋女士。她带着刚出世3星期的婴孩也来游玩。除了感叹福尔柯克之轮的魅力，我也感受到东西方文化的差异。当然这是题外话。* P- ]: w o8 |6 ?# R
福尔柯克之轮下的水池畔有座游客中心，里头除了售票处，还有餐厅、展览馆和纪念品店。登船前可在这里溜达。登船后，福尔柯克之轮会把船送上高架渠道。船会航过运河隧道和一小段运河，然后就回航，再由福尔柯克之轮把船送回下面的水池。
- E! H, s) T- I 福尔柯克之轮的工程规模不算庞大，景色也称不上秀丽，尤其是和三峡的工程比较之下，难免显得小巫见大巫。可是，当我想到十分普遍的阿基米德定律竟然可以如此完美地与历史、文化、工程和旅游结合时，我还是为它所展现的创意和细腻而感动。 |
發表於 2011-6-20 01:45 PM
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