书城科普读物108影响人类的伟大发明
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第26章 发明8(1)

贝克汉姆、库尼科娃、老虎伍兹,这些提起来让体育迷们热血沸腾的名字,源于历史悠久的球类游戏的魅力,请看——自古君子多好“球”——球类游戏溯源自有文字记载以来,球类游戏一直存在于整个历史中。从埃及到澳大利亚,简单的球类游戏几乎流行于古代的所有社会。

4000年前的埃及足球是用软皮或质量上乘的亚麻制成的,里面塞上切碎的芦苇或秸秆。这种足球可供人随意玩耍,也可用来进行规则简单的捕捉游戏。希腊的球类游戏主要在男童中进行,采用抛接或以球击对方的方式。不过,有一种游戏却是橄榄球的早期前身:用充气的牛膀胱或猪膀胱作球,玩者必须将球抛过一条线或抱球从线上越过,对手则试图阻止他们。

众所周知,足球的前身是公元前3世纪盛行于中国的蹴鞠。球为皮制,最初在里面填料,后来充气,因此可传递较远。可用脚和身体而不能用手触球。在皇宫前踢的是一种贵族式足球。玩时,双方要将球踢过丝网中的小洞。有时连皇帝也会参与其中。妇女踢一种称做“八仙过海”的足球,这种足球为八人制。令人啼笑皆非的是,公元18世纪,中国的这种“贵族体育”到了英格兰居然成了农民的体育项目——参与这项运动的一般民众达到数百人,经常发生骨折事故,但未曾死人。

美洲印第安人中与英式足球相对应的项目是长曲棍球,主要流行于北美洲东半部。17世纪的欧洲观察家们认为它是一项古代运动。比赛无固定场地,每方各有500名武士参加,参赛时先争抢空心曲棍后来用筋或大麻绳做成的弯曲球拍 中的鹿皮球,然后带球跑向球门。球门柱由巫医充当,据说他们可以根据鬼魂的指引在球场上走来走去,使得分变得十分困难。

回过头来看中国。到唐代,深受欢迎的足球已为马球所取代。马球可能是公元前500年以前在古波斯伊朗 发明的。中古时代的传奇故事甚至提到,在征服波斯帝国之后,亚历山大大帝曾得到一根马球棍。相传,伊朗萨珊王朝的创建者阿尔达希尔一世就是一位超级马球迷。这项运动在马上进行,用木制长把球棍将皮球打进宽24英尺的球门。

马球是惟一在马上进行的球类游戏。事实表明,这项运动在亚洲各游牧民族中间引起了极大的轰动,并于公元1100年通过他们向西传播到拜占廷,18世纪初向东传至中国。中国的王公贵族曾特地饲养专用马匹,以开展这项运动。

高尔夫球出现的时期较晚。涉及此项运动的多部史书指出,高尔夫球系由中古时代的荷兰考尔文球脱胎而来。考尔文球要么在冰冻湖泊或水渠上,要么在称做“考尔夫班”的铺设庭院内进行。参赛者以球击打两根插在场地另一端的柱子,挥杆次数越少越好。不过,比赛用球应足够坚硬,以便于滚动。

实际上,最早的高尔夫球可能是公元943年首次见载于史籍的中国“捶丸”。捶丸在宋代十分流行,尤为士兵所喜爱,有时皇帝亦参与其中。捶丸场地设有球区,插有小旗的球洞,硬木球和以竹做杆、硬木做头的球棍,与高尔夫球而非考尔文球更为接近。中国的历史学家们认为,捶丸由商人带回欧洲并在那里发展成为现今的高尔夫球。不过,鉴于“高尔夫”和“考尔文”两词词义相近,因此,把高尔夫球说成是多种因素共同影响所带来的产物可能更准确一些。

到14世纪,在英国格洛斯特大教堂的彩色玻璃窗上,已经出现了描绘高尔夫球的图画。这说明,无论来自何方,这项运动已在此时传入英国。英国有关高尔夫球的最早记载见于1457年3月苏格兰议会通过的一项法律。根据这项法律,“高尔夫球应当被禁止”。这项针对高尔夫球的法律之所以能够通过,原因在于它对民防所必需的定期射箭练习带来了干扰。然而,过了100年,高尔夫球在经历了风风雨雨之后,终于成为苏格兰的国球,世界上历史最为悠久的高尔夫球俱乐部,即圣安德鲁斯高尔夫球俱乐部,亦于1552年宣告成立。

而在大约二千年前,中国流行着另一种礼仪性游艺活动,所使用的是一种用羽毛做成的小鸟。游戏时,玩者要尽可能确保小鸟在空中长时间飞行,故不能漏打;在空中击打多少次,就意味着击打者能活多少年。这种礼仪活动逐步演变为一项双人运动,比赛时,双方把“小鸟”插着羽毛的圆木塞 打来打去,一方漏打,则另一方得一分。这项运动于公元14世纪传入英格兰,当时称做“板羽球”,18世纪末终于成为公认的体育项目。这便是羽毛球运动。

网球的起源则带有更多神秘的色彩。12世纪,“皇家”网球开始在法兰西出现,尤其流行于各地的修道院。现代草地网球运动即由“皇家”网球脱胎而来。当时用手掌击球,随后开始佩戴手套,后来出现外观独特的手套,上面拉着交叉网弦。不过,现已无法确定僧侣们是从何处得到上述想法的。据说此项运动可能是基督教十字军战士从东方带回来的诸多新事物中的一种。

现代的篮球于1891年由加拿大裔的奈斯密斯博士发明,他是美国麻省一所学校的教师。不到四年,这项运动便风靡全美,现在在一百五十个国家一亿人玩篮球。早期每投入一球都要暂停,要爬上梯子取下篮球后才能继续打球。后来人有灵机一动,把篮的底部剪去,就方便得多了。

今天这些球类活动不仅继续带给人们快乐和健康,也带动着一个庞大的体育产业,因而显得更加举足轻重。

虽然足球早在1848年就制订了正式规则,但当时的球门不设门网,因而进球与否,容易误判。

1888年,利物浦的土木工程师布罗迪有一次去看足球赛,对球赛中的两个进球感到怀疑,对裁判的错判愤愤不平。他与朋友“打赌”要设法解决这个问题。球赛尚未完毕,他想出用门网的方法,这样就可清楚看出足球是否穿过球门。

今天国际象棋已步入高雅活动的殿堂,而在过去它不过是一种近似赌博的游戏。虽然出身不那么高贵,却不愧是——承载智慧的容器——国际象棋溯源众所周知,国际象棋是一种由原始的棋戏演变而成的智力游戏活动,今天它是国际比赛的重要项目,但要弄清楚它产生、发展和传播的历史,则不是一件容易的事情。许多学者都认为,现代国际象棋由印度的“恰图郎卡”演变而来,而印度也流传着一个关于“恰图郎卡”的传说。

相传古印度有个国王,拥有至高无上的权力和数不胜数的财富,但却时常感到无聊和烦闷,总想寻找新的刺激,致使大臣们穷于应付,苦不堪言。

一天,一个回教徒长老来到国王跟前,说他发明了一种新玩意儿,能使国王一展愁眉,开怀一笑。国王顿时满脸笑开了花,就和长老玩起来,一直玩了三天三夜,简直到了废寝忘食、百事不理的地步。第四天早晨,国王对长老说:“你给寡人带来了无穷的乐趣,使寡人不再落寞孤寂,为了奖赏你,寡人决定,你可以从这儿得到你想要的任何东西,就算你要半个王国,寡人也会痛快地答应你。”国王心中想,他富有四海,满足一个回教长老的要求简直是易如反掌。长老狡黠地说:“请陛下在棋盘的第一格放上一粒小麦,第二格上放两粒小麦,第三格放上四粒小麦,第四格放上八粒小麦,以此类推,直到放满64格,然后,把每一格上的麦粒加起来送给我就行了。”国王一听哈哈大笑,吩咐朝臣照此办理。可是时间不长,他发现自己坠入了长老的圈套中,即使把国库中的麦子全都搬给长老,也填不满棋盘上的64格。据后人统计,要填满64格需要2000多亿吨小麦,而当今全世界的小麦年产量还达不到这个数字。

传说至此有了两种截然不同的结果:第一种说法是国王勃然大怒,杀掉了这个狡猾的家伙;第二种说法是国王明知长老所要的不是小麦,就把他封为朝廷的最高执政官,这正是长老梦寐以求的职位。

可是,据专家考证,直到公元11世纪上半叶,“恰图郎卡”还只是停留在以投骰子来决定棋子走动的阶段,近似于一种赌博游戏。而在10世纪前后,国际象棋在中西亚地区已十分流行,11世纪末,遍及欧洲。根据这种情况,有学者提出国际象棋是由传入印度、中西亚的中国象棋演变而成的。不过,直到16世纪才定型成现代模式,17至18世纪传入美洲和大洋洲。

西方一些学者则认为,国际象棋起源于印度西北部,是该地区的一个人于公元5世纪末叶或稍后一点的时候发明的。国际象棋出现后,一条传播路线是在8世纪末通过克什米尔传入中国,然后从中国传入朝鲜和日本;另外一条传播路线是向西传至波斯,阿拉伯人在7世纪侵犯波斯时知道了这种游戏,从此,它便在阿拉伯势力范围内迅速传开。可能是在11世纪又通过西班牙传入欧洲,传播者是一些有教养的欧洲十字军成员。1475年,卡克斯顿出版了《国际象棋谱》,表明国际象棋在英国已非常普及。16世纪,出现了葡萄牙棋手达米亚诺和西班牙棋手洛佩兹等研究国际象棋的文章。后来,这种游戏的中心转移到了意大利,主要是威尼斯。此后游戏中心不断转移。19世纪,英国曾由于有斯汤顿这样的棋手而称雄棋坛。

不管国际象棋起源于什么地方,今天,它已成为各国人民交流棋艺、传播友谊的一种国际性比赛项目。它以其“没有结论的思想,没有答案的教学,没有作品的艺术,没有石头的建筑”的独特魅力,赢得了世人的喜爱!

围棋创于中国,至近代盛行于日本,并成为围棋水平最高的国家。不过在日本棋坛中被推崇为“古今一人”的吴清源,本来是中国人。从20世纪30年代末到50年代,他执日本棋坛之牛耳将近二十年,成为雄霸棋坛历时最久的高手。

中国象棋的起源至今未有定论,大致有两种说法,即中国自创和印度传来说。印度传来说的根据之一是中国中原地区没有象,所以不能如印度那样以象作战产生象棋。不过现在知道古代黄河流域是有象的,亦曾发掘出黄河象化石,所以此说不一定可靠。

一位市长因为它,拇指患了腱鞘炎;一位丈夫因为它,冷落了自己的妻子;美国的一位教师甚至说:“我认为聪明的人永远也不要去碰那个东西。”它究竟有怎样的神通——让人着魔的玩具——魅力无限的魔方到目前为止,在玩具发展史上,可以说还没有一件比“魔方”更小巧多变、更老少皆宜、更令人着迷的玩具了。它由27块小正方体组成,6个平面颜色各异,每面有9个着色方块。除了中央的那个方块外,其余的26个方块均可绕纵横交叉的中心轴旋转以变换位置。据计算,这26个方块通过位置变换可排列组合出数以亿计的不同图案。

匈牙利布达佩斯应用艺术大学的建筑设计教授埃尔诺·卢比克于1974年发明了这种极富魅力的玩具。卢比克上中学时爱好广泛,喜欢下国际象棋,喜爱文学、科学和图画等课程。他的父母曾经担心他难以选中称心的职业。他虽然学的是建筑专业,但儿时的爱好终于使他成为一名工艺美术设计师。

从事建筑和工艺品设计的卢比克,当时正在研究一种新型建筑结构的原理的可能性,他设计出了所谓的“卢比克模型”。“卢比克模型”是用一种特殊方法将26个小方块放在一起,其中每一个方块都有一定的自由度,在研究自己的专业问题时,他突然发现:将这一结构的各面旋转几次后要恢复到原来的状态几乎不可能,但这却是一件令人着迷的事。

1975年,埃尔诺·卢比克将他的发明作为玩具申请了专利。其普遍玩法是将一个被弄得很不规则的“魔术方块”恢复到原始状态,每面一种颜色。1977年得到专利权后,他开始在一个小型的合作社里组织生产。第一批玩具魔方在1978年圣诞节前夕上市,卢比克一夜之间成为百万富翁。这样,本来是作为一种教学研究用具的“卢比克模型”,经过多次改进变成了1979年前后风靡全世界的智慧六面体——魔方。

到了80年代初,人们对这种玩具的兴趣达到高潮,几乎所有国家都出现了以魔方命名的俱乐部。后来卢比克又发明了一种新型魔方,名为“卢比克的复仇”,将每面3~4个方块改成6个方块,难度就更大了。

魔方这一妙趣横生的逻辑装置一经面世,首先引起了卢比克的同行们以及数学家们的兴趣。不久,美国理想玩具公司总经理也迷上了魔方。后来,许许多多的人都被这玩意儿弄得神魂颠倒。

不管怎么说,魔方在70年代末期一直是走俏玩具,仅匈牙利一个国家就卖出三百万个。到1985年中期,全世界的魔方销量已达一亿个。

卖魔方的现金收入基本上都归生产及传播魔方的企业和国家所有。1983年,用魔方销售费设立了奖励发明者的“魔方基金”。1985年初,卢比克邀请工程师、工艺美术设计师、民间医师等30人组成一个合作艺术室,打算从事前人未涉及的跨学科、技术和艺术的新课题的研究工作。

1985年4月,匈牙利在莫斯科举办国民经济成就展览会。著名发明家卢比克随团赴莫斯科主持了魔方比赛。当记者问卢比克如何看待继魔方之后出现的魔棍等发明时,卢比克说:“成功的发明是会刺激同一个方向的继续探索的。但坦率地说,我更喜欢从事崭新发明的人。”魔方不仅仅是一种玩具,其中隐含的数学原理更是让人着魔。

卢比克的结论是:在43×1018的方案中只有一个正确的。如果存在一种方法,那就无异是“上帝的算法”。地球上平均每8个人中就有一个人亲身体验了这种“可怕的寻找”。有人计算过,如不知道解开魔方的规律和方法,复原时间大约需要5小时到一年,或者更长。科学家们证实,玩魔方不仅可以培养人们的空间想像力,而且对“群论”等高深数学、计算机科学和理论物理等都有极深刻的作用。有人试图用各种数学式子去表达它的各种变换,以便快速复原。伦敦综合工业大学的什斯陀韦特教授是世界上第一个只用50步就能将6面复原的奇才,但他的每一解题步骤至今仍未公布于众。据报载,在一系列的解魔方比赛中,复原的时间越来越短。最优秀的记录保持者是一位16岁的英国中学生。他仅用28秒钟便使6面复原。到1981年,法国解魔方冠军创造了25秒的新记录。

17世纪法国数学家巴斯噶研究出来的概率定律,有些推论十分奇妙,很难想像。例如有一条说任意选六个人,其中至少两个人的生日在同一个月的概率该有多少?表面看来,这个概率应该是二分之一,因为月份共有十二个,个数则为其一半,即六个。

奇怪的是这个概率却大于二分之一,奥妙在于还要把三个、四个、五个或六个人生于同一月份的概率加在一起计算:算出的结果是六分之一,即是说,至少两个人生于同一月份的概率为五分之四弱。