书城科普读物科学伴你行——奇异的娱乐发明
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第6章 娱乐世界趣味无穷(1)

万花筒

在一个地毯厂的美工设计室里,每个设计师的面前都有一个圆筒,设计人员一面转动一面往里看,每当看到一幅,他认为合适的图案,就停止转动,把它描绘下来。

他们用的设计工具就是我们孩提时代的玩具——万花筒。

万花筒是19世纪初英国的物理学家勃罗斯特发明的。他在童年时代就十分喜欢光学实验,一生中把大部分时间都花在他所喜爱的光学上了。一天他正在用多面镜子研究光的性质,他看到在几面相对放置的镜子里经过多次反射呈现出来的景象,在脑子里突然闪出了一个念头,如果在镜子组成的空腔里放上一些花纸,就会成一些对称的图案,每变动一下花纸的位置,图案就会变换一次。

但是,如何才能使图案不断地变化呢?

于是他做了一个圆筒,筒壁上放上成角度的三面镜子,花纸放在筒端的两层玻璃之间,这样就成了一个万花筒。

勃罗斯特设计的万花筒一夜之间便获得了意外的成功,在三个月内,巴黎和伦敦的商店里卖出了20万架万花筒。一个举动就能产生一种漂亮图案的万花筒,算得是当时的电视机。一旦一个图案消失了,要转动几个世纪才能重现出同样的组合,不仅儿童喜欢,成人也对它爱不释手。

万花筒的发明被列入科学重大发明而载入史册,许多制作精巧的万花筒被收藏在博物馆中。

万花筒在人们的手里不断地改进,花样翻新,有的人在万花筒里放上30~40个像教堂塔尖一样的玻璃小瓶,里面装上油,在油里浸着玻璃粒、细珊瑚片、贝壳末和沙粒,这些密封的小玻璃瓶一动,瓶里的那些闪闪发光的微粒就会升降,除了这些东西以外,还放入扎紧的细丝线、马鬃以及各种螺旋形的、弯曲的小东西,使万花筒转动起来,就像在欣赏一场千变万化的芭蕾舞的表演。

现在,虽然电视、各种电子游戏充斥市场,但是经营万花筒的商人还是满怀信心,他们将用最新的光导纤维和电声原件生产新型的万花筒。

风靡世界的小木块

到1982年,全世界已销售了l亿多万只魔方,从5岁的稚童到白发的数学大师,都成了魔方迷,许多人为了解开这个魔方的难题,废寝忘食,魔方的浪潮席卷全球。

发明魔方的鲁比克也很快变成百万富翁。

鲁比克是匈牙利人,过去他只是一个月薪150美元的大学教授,如今成为全匈牙利最富有、最著名的人,但是他仍然是沉默寡言的人。他喜欢思考,鲁比克从小就喜欢智力游戏,他的母亲是一个诗人,父亲是一个飞机设计师,在第二次世界大战中他降生在一个防空掩蔽所里,从小学到大学,他一直认为自己是一个中等偏上的人。他是学习建筑的,对空间概念和几何形体特别感兴趣,家中摆着各种纸板和木块。在发明魔方的初期,他用橡皮筋把这些木块联在一起,他又用各色的颜色纸贴在这些木块上,他把这些小木块摆来摆去,但是橡皮筋经常绷断,他在思考怎样用一个办法把这些木块联在一起,又不妨碍这些木块的自由运动,后来他想到了现在的这种联结方法。

鲁比克自己动手又锯又锉,终于把这些小木块装配在一起,再贴上不同的颜色,魔方就这样诞生了,鲁比克压根儿就没有想发明什么,他只是自己的一种爱好,在扭动魔方的时候,他感到惊奇,颜色木块的变化莫测,而且无法将任意扭动的魔方恢复原状,他计算了一下,如果随意扭动魔方,要想恢复原状,若每3秒钟转动一次,全世界的人用3个世纪才能将魔方复原,这使鲁比克感到惶惑,他决心找到一条能把魔方迅速复原的捷径。

一个多月,他足不出户,废寝忘食,最终解决了这个问题,他高兴地表演给母亲看,母亲很高兴,因为儿子可以好好吃一顿饭了。

1975年他申请了专利,1977年获得了专利权,鲁比克不知道在世界上日本人和美国人也在研究魔方,日本人石毛的魔方机构原理和鲁比克的几乎一样,美国人尼柯尔斯的魔方是靠磁力来联结的,但他们的专利申请稍晚一些。

魔方虽然发明了,但是如果没有生产的推广,魔方绝不会创造巨大的财富,这要归功于拉奇,他原是匈牙利人,后来移居奥地利。是他发现了魔方,要求去西方生产。但是匈牙利的外贸官员认为魔方没有市场,在国际玩具展览会上,没有人对展出的魔方有兴趣。拉奇问:“魔方是怎样展出的?”

官员回答说:“是和一般的玩具放在一起。”拉奇一下就发现销路没有打开的原因。

他找到了鲁比克,在他的印象里,鲁比克穷得像一个乞丐,但同时也发现鲁比克是一个天才,他对鲁比克说,他可以卖出去几百万个魔方,鲁比克教给他复原魔方的方法。几个月后,拉奇在巴黎的玩具博览会上大出风头,他向观众表演魔方的奇妙,人们像潮水一样涌到他的周围,其中就有英国的玩具专家克莱默。

克莱默拉着拉奇的手说:“让我们来创造一个世界奇迹!”

一年后他们和美国的爱迪生公司签订了生产100万个魔方的合同。1980年魔方热在世界范围内兴起,1982年,在布达佩斯的世界魔方锦标赛上,一位来自美国的选手,用了22.95秒的时间把魔方复原,获得冠军,这比鲁比克的方法更加迅速,迄今为止,使魔方复原的最少步数是52步,有人认为可以转动22次就可以。

魔方引起了数学家和物理学家的兴趣,数学家在计算机上用群论的方法进行研究。南加州的物理学家把魔方作为模型来描述基本粒子。

魔方取得了成功,鲁比克从魔方销售额中提取5%,他变成富翁,成为世界上人人皆知的人物,但是他还是那个样子,他把20万美元作为发明基金,自己仍在研究新的家具和玩具。人们问他是不是可以研究比魔方更好的东西时,他说“我的生活就是解谜”。生活是复杂的,每一个问题的解决要靠你自己。

乒乓球

乒乓球,英国人称为“桌子上的网球”、日本人叫做“桌球”。乒乓二字是我国会意击球的声音而创造出来的,现已得到各国的公认。

那么,世界上第一个乒乓球是什么样子的?是谁最先玩这种球的呢?

在我们的地球上,有一个地方叫南美洲,那里是天然橡胶的故乡。那里有许多橡胶树,割破树皮,流出乳白色的汁液,当地的印第安人叫它“树的眼泪”。他们等这种乳汁凝固起来,搓一搓,便成了有弹性的小球。每天晚上一群群印第安人聚在一起,唱歌,跳舞,把这种实心的橡胶球抛来抛去,玩得非常开心。

15世纪,探险家哥伦布到了这里,感到很新奇,就把这种橡球带回到欧洲,献给了西班牙国王。王宫里的人拿来玩耍,也觉得很有趣。不过,这种球稍稍受热就会变软,沾手,很不干净,于是有人就制作了小木板,握在手里来拍打。这样,最早的乒乓球和球板虽然有了,但还没有走进室内。

又过了一些年,有的贵族为了夸耀自己的富足,叫工匠用象牙刻制乒乓球。这种象牙球比橡胶球坚硬,也有弹性,不会变形。但是,造价太高,一般人玩不起。象牙球打在球板上会发出咚咚的响声,很好听。所以,希望找到一种代替象牙的材料。

1893年,美国人古德意发明了橡胶硫化技术,使橡胶的弹性和坚固性都得到了改善,于是便制得了空心球。空心球很好玩,但较轻,在户外玩时常被风刮走。有的人在室内的桌子上摆开阵势,两个人面对面手握木板推来挡去。这大概就是打乒乓球这种运动项目的开端吧。

1869年,美国人海立特受一家公司的聘用,研究乒乓球的代用材料。他想:从橡胶树上取橡胶太少,象牙昂贵。能不能用很便宜的棉花?海立特用碱等化学药品处理棉花,然后再与硝酸、樟脑等作用——终于制成了一种新材料,名叫赛璐珞,即假象牙。

赛璐珞很轻,可塑性大。只要把这种假象牙料片放在模具里压成两个半圆球坯。再用黏胶剂把球坯合拢,通过圆形热压机之后一个个圆圆的小小乒乓球就制成了。乒乓球怕高温、怕挤压、怕明火,在80℃时即软化变形,所以压扁了的乒乓球在这个温度的热水里泡一下,就能复原。

乒乓球虽小,但打时的速度快,变化多,技术要求高。特别是对判断力的锻炼,要求运动员眼疾手快,抓住稍纵即逝的机会,对培养顽强拼搏的精神,很有好处。因此,乒乓球已经成为一项世界性、普遍性的体育运动。现在,国际乒联规定乒乓球比赛用球由直径38mm改为40mm,从而大大地增强了比赛的对抗性和观赏性。

象棋

虽然大多数象棋史学家们认为象棋的发源地在印度,然而李约瑟却证实了它起源于公元6世纪的中国。象棋现在为一种军事娱乐游戏,但它的起源却与天文学、磁学和占卜术有关。

现在的中国象棋既不同于中国古代的象棋,也有异于现在的国际象棋,这使得许多流派的学者忽略了这一游戏的中国渊源。例如,1968年,A·E·J·麦克特·比森在谈论象棋历史的文章中说:虽然中国人声称早在大约2072年前的汉朝军事征战时期就已发明了象棋,但中国象棋却仅是印度中世纪的游戏——“杀传”祭的变种。实际上,现在的中国象棋是再次传入中国的外来产物,它的确起源于我国,在印度经过改进后,又流入我国的。

现在的中国象棋棋盘有64个方格,在棋盘的中间有一条河,它原先象征着银河,有些棋子是不能过河的。如对垒的双方各有两“人”,称之为“相”,它们不得过河,而双方各有的两个“车”却可以过河。中国象棋的“帅”和“将”与国际象棋的“王”相似,但它被限制在一个由四个格子组成的城堡中,一次走一个格。双方各仅有五个兵,它们可以过河,但不能后退。更为有趣的是,双方各有两个棋子叫“炮”,它不能捕杀前面直对的一个棋子,而只能捕杀相隔的棋子,如同炮兵越过第一个棋子的头顶在射击。

李约瑟认为象棋对阵的两个“王”最初象征着太阳和月亮分摆在两边的棋子象征着行星,每一边14个,共为28个星宿,李约瑟认为“炮”也许是彗星。东汉的历史学家班固的《弈旨》中说:“北方人称棋为弈,它具有深刻的含义。棋盘必须是方的,因为它象征着大地。其直角表示正直,两方棋子分为黄子与黑子,其差别表示阴和阳。罗布于棋盘上代表天体。这些含义既已清楚,那就看下棋人如何移动棋子,而这又与王政相关。按照规定,所允许的范围两方对手都要服从这些规定,这就是道的严谨。”

在我国古代,棋类游戏的变化很大。李约瑟强调指出:“汉语把占卜形式和棋本身的军事游戏都用棋的形式表现出来,但我国人民不仅可以叫出它们的名字,而且清楚地知道它们相互间的联系。这游戏虽然没有特殊的规则、人数的方式,但重要之处在于具有预示未来事件的魔术般效果。

关于中国象棋的起源年代,李约瑟说:“早先中国称下棋为弈,这在孟子的两篇文章中提到过。”现知最早记载象棋的书《象经》是公元6世纪写成的。当时一个叫宇信的将军将其题名为《象经》。实际上是一个皇帝创制了象棋的棋制。一本名为《丹铅总录》的书中说:“传说象棋是北周武帝(公元561年至公元578年在位)所创制。按后《周书》,天和四年(公元569年)武帝完成了他的《象经》的写作。他召集百官上殿,并向他们讲说……《象》中有日、月、辰之象……有必要对其予以学术评论,并向百官解说。”

正像现代中国象棋子常是扁平的木头圆子一样,许多古代中国象棋棋子是圆圆的青铜子,上面刻着它们所代表的角色。在大英博物馆仍保存着几个这样的棋子,不过,它们已经不被人们所注意。那里还有一些星图,其中一些标有大熊星座(即北斗星)。虽然象棋在我国起源的事实被人忘却了,但象棋占星术的重要性却被印度一个阿拉伯人所领悟。公元13世纪有一首拉丁文诗把占星术的符号系统赋予了每一个棋子,这说明在那时的欧洲,人们对象棋占星术已有所认识。

象棋在欧洲最早的文献记载大约是1011年在比利牛斯山脉地区。这一游戏传入西班牙与阿拉伯人有关。阿拉伯人从印度获得有关象棋的知识。

公元7世纪的印度,象棋被称为“杀传祭”。

概述象棋这一游戏在我国能够得到发展的惟一原因时,李约瑟说:“重要的是应注意到,只有在中国,阴阳理论的盛行才促使产生了象棋的雏形——一种既有天文性质又具有充分格斗特点的占卜术,继而发展成一种带有军事含义的游戏。”

牌戏

没有人确切地知道牌戏发源于何处,起源于何时。有人说牌戏是一位中国皇帝为了取悦他的宠妃而发明的,似乎还有一些类似的故事,提到的时间还要早一些。无论如何东方的某些地方在公元1000年前很可能已有人玩牌了,牌戏在1300年前后传到欧洲。如果情况真是这样,牌戏还要晚100多年才传到英国。西方最初制造的实际是“塔罗特”,这种牌是带画的,22张一副,跟来源于东方的成套和有数目字的牌相对应。塔罗特牌过去用于占卜,现在还用于占卜,但是到十四世纪末叶,这种牌就跟56张一副的东方牌结合起来了。最早的记分牌戏使用78张一副的牌,这种有趣的小游戏在意大利称为塔罗奇,在德国称为塔罗克,在法国称为塔兰。显然英国从未有过这种游戏。

是法国人最先采用现代的52张一副的扑克牌(欧洲大陆至今还有32张一副的扑克牌),也是他们使四套牌获得了目前的记号。然而英国人却改变了牌的名称,例如,代表方块的符号,按法文就称为“方形”,而英国人则称之为“钻石”。在英国最早发展起来的有点渊源的牌戏是惠斯特,惠斯特似乎是从其他的各种牌戏,其中包括早在十六世纪就有人玩的“胜利”牌戏派生出来的。1742年,霍伊尔制定了惠斯特的规则,尔后又为其他的牌戏制定了规则。

虽然现在最流行的定约桥牌是范德比尔特在1925年引进的,但是,桥牌在十九世界就从惠斯特发展起来了。在范德比尔特引进定约桥牌后15年,戈伦引进了计牌点的打法,这种打法后来取代了计最大的牌数的打法。一百多年前最先在美国得到普及的扑克牌戏,似乎是在亚洲发展起来的,是现在已为社会所接受的一种传统的三人赌博牌戏。二十一点牌戏是一种最古老的赌博牌戏,而且是全世界赌场中最流行的一种牌戏。