造出這台蒸汽機，你就能在《西遊記》里扛把子了

科技 11-26

NON-EXIST DAILY

編者按：劉洋老師這次的腦洞開得非常詭異：採用《西遊記》里各種違反物理定律的法寶，搭建一個蒸汽機。但我怎麼看怎麼有bug：芭蕉扇誰來操作？緊箍咒難道要在邊上放個錄音機？最大的問題是玉凈瓶有沒有海水淡化功能？如果沒有，這蒸汽機難道能用海水不成？

我將上述反饋和劉洋老師描述了下，未想到這廝腰間不知哪兒變出一根狼牙棒追我就打，還一路大喝，孽畜，叫你巡山你不應，竟然催起你黃眉爺爺的稿子了？！我扭臉要跑，只覺腳下一陣狂風，身子已經被吸進人種袋。裡面是個看守所，有來有去、奔波兒灞在裡面哭成一團。低頭看見，腰間一個牌子，小鑽風。我沒多耽擱，趕緊醒了。

所以，別惹科幻作家。

造出這台蒸汽機，你就能在《西遊記》里扛把子了

西遊朋克

作者 | 劉洋

作為明代「四大奇書」之一的《西遊記》，在我國的小說史上具有無可撼動的地位，其文化影響力源遠流長。在83版西遊記電視劇播出後，小說中那諸多神奇的法術和法寶，更是在全社會得到了廣泛的傳播。整個小說讓人印象最深刻的法寶當然是那根「如意金箍棒」了，它重一萬三千五百斤，可以隨著使用者的心意而變大變小。我曾經發表過兩篇根據金箍棒的這個特點而衍生出來的科幻小說，一篇寫了金箍棒在變大後的轉動慣量的變化情況，一篇寫了金箍棒在變小後成為了一個黑洞。

其實，從科幻改造的角度來看，在《西遊記》裡面值得一寫的神奇法寶和法術還有很多。比如，那張壓在五指山上的寫著「六字真言」的符咒，就很有意思。本來五指山是壓不住孫悟空的，但是一旦貼上這張符咒後，孫悟空就再也動彈不得了。那張符咒看起來輕飄飄的，不像有多重，為什麼會造成這樣的效果呢？我猜測，它很可能是在一個局域的範圍內產生了一個很大的重力場。

至於它為什麼能產生這個重力場，原理是什麼，那當然是屬於高等文明的技術，我也無從回答，類似「二向箔」一樣，大劉也沒有說明二向箔的原理不是嗎？也許我們可以稍微減小一點它產生的重力場，把它貼在星際旅行的飛船的船底，這樣就不用靠旋轉太空艙的方法來得到人造重力了。

加裝「六字真言符咒」重力場裝置的宇宙飛船（插畫：老墨）

造出這台蒸汽機，你就能在《西遊記》里扛把子了

今天我們來做一個新的嘗試，那就是依靠《西遊記》里出現的各種法寶，來組建一台單脹式蒸汽機。為此，我有必要先簡單介紹一下蒸汽機的原理。

蒸汽機是利用水蒸氣的壓力來推動氣缸里的活塞運動，從而把內能轉換為機械能的一種動力裝置。它屬於外燃機的一種，也就是燃料在氣缸外燃燒的發動機，與之相比，今天我們廣為使用的柴油機和汽油機，燃料是在氣缸內燃燒的，因此叫做內燃機。所以，我們首先需要在蒸汽機外部構建一個鍋爐，用來產生蒸汽，然後把蒸汽引入氣缸中，推動活塞運動，然後通過連桿和曲柄，把活塞的往複運動，轉換為主軸的旋轉運動，即可帶動各種各樣的外部裝置了。

蒸汽機氣缸中有一個很精巧的部件叫做滑閥，它由安裝在蒸汽機曲柄軸上的偏心輪帶動，是一種蒸汽分配裝置。為什麼要有這個裝置呢？因為蒸汽從鍋爐中引出來之後，有兩條路徑可以進入氣缸。這兩條路徑分布在活塞兩側，當蒸汽從左邊進入氣缸時，活塞向右移動，反之，當蒸汽從右邊進入時，活塞則向左移動。這就是所謂的雙向氣缸，是瓦特對紐可門蒸汽機的一項重要改進。

所以，我們需要一個機構——也就是滑閥——來周期性地改變蒸汽進入氣缸的路徑，這樣才能使活塞一直往複運動下去。具體來說，通過偏心輪的帶動，當活塞在蒸汽壓力作用下向右移動時，滑閥會向左移動，最終擋住左邊的氣路；當活塞向左移動時，滑閥則向右移動，以擋住右邊的氣路。

蒸汽機示意圖。圖源於《海國圖志·卷八十五》，這是最早在我國介紹蒸汽機原理的書籍之一。圖中標註的「辰桶」即為滑閥，辰桶下的巳、酉兩管就是分別通往氣缸兩端的兩條進氣管道，戌管則是排氣管道。此外，丑罐為鍋爐，午桶為氣缸。

造出這台蒸汽機，你就能在《西遊記》里扛把子了

然而，如果我們把注意力集中到西遊記的法寶上後，我們會發現，蒸汽機的結構可以得到簡化。我們將不需要在氣缸的進氣口安裝滑閥，只需要將從兩個鍋爐上產生的蒸汽分別引入氣缸的左右兩邊即可。這樣做的前提，是我們可以隨時控制兩個鍋爐的溫度，讓它們不斷地在加熱和不加熱之間自由轉換。有這種鍋爐嗎？我正好找到了一個，那就是大鵬金翅雕的「陰陽二氣瓶」。在《西遊記》第七十五回中，有這樣的描寫：

……三十六個小妖，入裡面開了庫房門，抬出瓶來。你說那瓶有多大？只得二尺四寸高。怎麼用得三十六個人抬？那瓶乃陰陽二氣之寶，內有七寶八卦、二十四氣，要三十六人，按天罡之數，才抬得動。……大聖原來不知那寶貝根由：假若裝了人，一年不語，一年蔭涼，但聞得人言，就有火來燒了。大聖未曾說完，只見滿瓶都是火焰。

可以看到，陰陽二氣瓶具有一種奇特的性質：當困在裡面的人不說話的時候，裡面很陰涼，一旦說話，馬上就會燃起大火，把人燒為一灘膿血。很顯然，其具有一個敏感度很高的聲控的加熱系統。因此，我們可以準備兩個陰陽二氣瓶，分別在其中布置一個發聲機構（比如汽笛或者鈴鐺），將其激發機構和曲柄軸上的偏心輪連接起來。通過不斷交替地激發兩個陰陽二氣瓶中的發聲機構，就可以讓它們交替地處於陰涼和加熱的狀態，從而調節進入氣缸的蒸汽的方向，讓活塞可以持續地往複運動下去。

有了陰陽二氣瓶這種智能溫控設備，終於明白古人為啥沒空調也能活下來（圖源：pengwenkuan）

造出這台蒸汽機，你就能在《西遊記》里扛把子了

這個方法有個缺陷，就是需要各個鍋爐的水在需要的時候立刻得到加熱，產生蒸汽，而在不需要的時候要能夠立刻冷卻下來，停止蒸汽的輸運。陰陽二氣瓶雖然可以及時加熱或停止加熱，但瓶中的水卻不一定能夠及時做出反應。一個補救的辦法就是給每個瓶子都添加一個輔助裝置——芭蕉扇。

芭蕉扇在《西遊記》裡面曾多次出現。在第三十五回《外道施威欺正性，心猿獲寶伏邪魔》中，記載著太上老君擁有一把芭蕉扇，後來被金、銀二童盜來做了法寶。這扇子是至陽之物，可以扇出煉丹爐裡面的六丁神火。而在第五十九回《唐三藏路阻火焰山，孫行者一調芭蕉扇》里，鐵扇公主也擁有一把芭蕉扇。文中有言：「……她的那芭蕉扇本是昆崙山後自混沌開闢以來，天地產成的一個靈寶，乃太陰之精葉，故能滅火氣。」

可見這把扇子卻是至陰之物，能扇出水氣，水能克火，故而能熄滅八百里火焰山。這兩把扇子有沒有什麼聯繫，我不太清楚，但是用在我們的蒸汽機里卻恰到好處。當我們需要給鍋爐迅速降溫的時候，就用鐵扇公主那把芭蕉扇對著相應的陰陽二氣瓶扇風，反之，則用太上老君那把扇風就可以了。

師傅！這蒸汽機開起來好累啊！

造出這台蒸汽機，你就能在《西遊記》里扛把子了

為了提高蒸汽機的效率，增強其氣密性是極其重要的。在早期，製造蒸汽機時遇到的一個主要困難，就是活塞與大型氣缸的密合問題。後來，英國人約翰·威爾金森發明了一種新的精密鏜孔加工技術，終於解決了這個問題。但是在我們的蒸汽機里，不需要這種技術，而是只需要在活塞外部套上一個「金剛琢」就可以了。

金剛琢又名「金剛套」，是太上老君的一件法器。在《西遊記》第六回里，太上老君說：「這件兵器，乃錕鋼摶煉的，被我將還丹點成，養就一身靈氣，善能變化，水火不侵。」我估計錕鋼應該是某種合金，雖然不知道它具體的成分和晶格結構，但它可以隨意變換形狀，說明其晶粒大小很小，金屬塑膠極強，甚至具有「超塑性」。把它套在活塞外面，可以讓活塞和氣缸之間不留一點縫隙。

另外，蒸汽機各管道的接頭處，也需要在高壓下能維持良好的氣密性。這一點，我們可以藉助「緊箍兒」來實現。確切地說，是緊箍兒、禁箍兒、金箍兒這三個箍兒。這些箍兒是如來給觀音，讓其收服有本事又桀驁不馴的妖魔，以保取經人西行的。最後，這三個箍兒分別戴在了孫悟空、黑熊精和紅孩兒頭上。

三個箍兒都有配套的咒語，當念起咒語的時候箍兒會收緊。也就是說，它們可以被看作是一類可以人為調節鬆緊程度的卡套。當我們把這些箍兒套在管子接頭處時，就可以根據各接頭處的氣密性調節它們各自的鬆緊度。也許你會認為三個箍兒太少，不夠用——不必擔心，金箍兒還可以一分為五，一個當五個用。第四十二回里這樣寫道：

好菩薩，將箍兒迎風一幌，叫聲：「變！」即變作五個箍兒，望童子身上拋了去，喝聲：「著！」一個套在他頭頂上，兩個套在他左右手上，兩個套在他左右腳上。

至於蒸汽機的氣缸，我們可以考慮用黃眉怪的金鐃，因為其強度極高，孫悟空用金箍棒變成鑽頭都鑽不穿，因此其絕對可以承受壓縮蒸汽時的高壓，也不會出現氣缸損壞的情況。

最後我們來關注一下推動活塞做功的介質——水。早期的蒸汽機，水蒸氣在做功之後，是通過排氣管直接排出氣缸的。後來基本上都加入了水循環系統，即讓從氣缸中出來的廢氣經過管道引入冷凝器，重新冷凝成水，以便循環使用。但是不管如何高明的水循環系統，總是有損耗的。因此，蒸汽機總是要定期加水。以前的蒸汽機車，每次停靠站台的時候都需要加水，這個過程一般是通過專用的注水器來完成。而在我們的蒸汽機里，則可以一勞永逸地解決供水的問題。我們只需要從觀音的玉凈瓶里引出一條進水管道，與鍋爐作好連接，就可以完全不用擔心缺水的問題了。

在《西遊記》第四十二回里，觀音菩薩讓孫悟空去拿玉凈瓶，沒想到悟空卻完全拿不動，菩薩道出原因：「常時是個空瓶，如今是凈瓶拋下海去，這一時間，轉過了三江五湖，八海四瀆，溪源潭洞之間，共借了一海水在裡面。你那裡有架海的斤量？此所以拿不動也。」可見這玉凈瓶的盛水量驚人，可以把整個大海的水都裝在裡面，作為水蒸氣的供水系統真是再好不過了。

另外，機器的廢氣排放口可以加上一個廣目天王的「辟火罩」。第十七回里，觀音院的老和尚貪圖唐僧的寶貝袈裟，欲放火謀害唐僧師徒，後來孫悟空借來辟火罩，罩住了眾人所在的僧堂，才得以避過這一難。可見辟火罩具有良好的隔熱性能，放在排氣口上可以避免使用者被直接排出的廢氣的餘熱燙傷。

亥姆霍茲先生，這些東西真是400年前發明的，您別開槍啊（插畫：老墨）

造出這台蒸汽機，你就能在《西遊記》里扛把子了

至此，我們大致梳理了一遍蒸汽機的各個機構，以及如何用《西遊記》中的法寶去製造它。從技術上來看，我覺得製造一個這樣的機器毫無問題，唯一的疑慮是，它似乎不遵從能量守恆定律——陰陽二氣瓶的發熱似乎不需要添加任何燃料，只要聽到聲音就行。聲音是空氣的振動，當然也是有能量的，但它與陰陽二氣瓶輸出的熱能相比，就只是九牛一毛了。

所以，把這個蒸汽機做出來以後，一定要把它搬到1847年的德國，讓亥姆霍茲看一看——當年他在德國科學院做了著名的關於能量守恆定律的演講——氣死他！

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