一支沒有火藥的槍

王小琴 王堅

珀金斯是著名的物理學家和機械工程師，他的許多發明對現代人的生活產生了巨大影響。例如，他在將近70歲時發明的蒸汽壓力泵制冷循環系統，開啟了人類制冷技術的大門，因而珀金斯也被譽為“冰箱之父”。珀金斯一生注冊的發明專利多達40項，其中包括鉆孔機、水壓計、印刷刻板、供暖制冷、蒸汽鍋爐、烹調器具等，為提升生活品質、促進社會發展做出了不可磨滅的貢獻。

阿基米德的傳奇戰具

珀金斯蒸汽槍的歷史淵源，要從一個發生在2000多年前的故事講起。

古希臘數學家阿基米德可謂家喻戶曉，據說他在公元前212年第二次布匿戰爭中被敵軍殺害。這場戰爭是羅馬共和國對西西里島的敘拉古城邦發動的一次圍城戰。相傳，有一個羅馬士兵闖進阿基米德的住所，看見他正在埋頭研究幾何問題，當阿基米德呵斥士兵不要弄壞他畫在地上的幾何圖形時，憤怒的士兵用刀殺死了這位人類歷史上的偉大先賢。

阿基米德命殞敘拉古之前，曾為了守衛城邦而發明過一些戰具，令羅馬人一籌莫展，其中三種戰具極具傳奇色彩。第一種戰具是被稱作“阿基米德鐵爪”的帶有吊鉤的起重機，可以將敵船從海面上抓起來，再扔回海中。第二種戰具名為“阿基米德燃燒鏡”，可以通過鏡面反射烈日的光束而燒毀敵艦。最后一種戰具是“阿基米德蒸汽炮”（簡稱蒸汽炮），使用時要將一根金屬管放在爐子上，管子的一端封閉，另一端開口并裝填彈丸（由硫黃、瀝青、柏油和石灰等組成的“希臘火”）。當金屬管被加熱到一定溫度時，在彈丸后部注入少量水。高溫之下，水會汽化并急速膨脹，從而將前端的彈丸射出炮膛。蒸汽炮的設計結構在15世紀引起了著名畫家、科學家、工程師達·芬奇的興趣，他根據傳言將蒸汽炮的模型進行了改造，并記錄在筆記中。本文的主角—珀金斯蒸汽槍的發明，正是受到了達·芬奇筆記的啟示。

然而，傳奇終歸只是傳奇。現代人在好奇心的驅使下根據達·芬奇的手稿復原了蒸汽炮實驗，結果卻令人失望。即便使用現代材料并將加熱溫度提升至1000℃以上，炮彈也僅能勉強被蒸汽射出不到1米的距離。這樣的武器如果用于實戰，不僅無法打擊敵人，炮筒射出的“希臘火”反而會把自己的陣地燒成一片焦土。現代人的實驗證明，蒸汽炮模型無法用于實踐，但具有理論價值。隨著物理、化學等學科的發展和社會的進步，在近現代具備實現條件時，該模型的理論價值便派上了用場。

珀金斯讓傳奇變為現實

19世紀20年代，珀金斯研制出第一臺實驗性高壓蒸汽機，其工作壓力高達2000PSI（磅每平方英寸），約合14兆帕。當時，這樣的技術過于超前，無法在現實場景中應用。隨后，珀金斯成功研制出閃蒸鍋爐，這一發明解決了達·芬奇蒸汽槍模型的核心問題。

1824年，珀金斯蒸汽槍正式亮相，它是一種擁有多彈匣的自動步槍，槍體由一個安裝在轉軸上的槍管組成，通過多條軟管從高壓蒸汽機中獲得蒸汽。槍的頂部有一個漏斗，通過它放入火槍彈丸。打開閥門時，連續的高壓蒸汽穿過槍管，這些彈丸會與蒸汽一起從槍管中噴出。槍身總長1.23米，高0.15米，厚0.09米，槍管長1.33米，口徑為7.62毫米，能以1000發每分鐘的速度射擊，這在當時是一種極其不可思議的射速。

珀金斯蒸汽槍問世后，震撼了社會各界，尤其是英國政府和軍方的高層。著名軍事統帥威靈頓公爵成為最早一批對蒸汽槍產生興趣的專家之一。威靈頓非常了解戰爭，曾指揮英軍在西班牙對抗并擊敗了由拿破侖領導的軍隊。1824年，珀金斯向威靈頓展示了他的蒸汽槍。在演示中，這支槍以1500PSI（約10.34兆帕）的壓力每分鐘射擊出1000發子彈，穿透了32米開外的木板（厚2.54厘米）和鋼板（厚0.6厘米）。在19世紀20年代，人們對高于5PSI（約0.034兆帕）的壓強會感到危險，有傳言說正是因為蒸汽槍的表現過于優秀，所以威靈頓對這支槍巨大的破壞力感到不安，從而打消了進一步了解的興趣，并建議政府不要將蒸汽槍投入應用。

不過，現在有許多人認為，這種傳言不太可信。現代人根據珀金斯的設計重新制造了蒸汽槍。研究者通過實驗發現，威靈頓放棄它的真正原因可能是故障率高、操作難度大、精度低、維護技術復雜以及維修成本高昂，這些缺陷使得它在戰爭中不具備實用性。因此，除了威靈頓公爵，珀金斯還向一些法國人和希臘人展示過他的蒸汽槍，而這些人也同樣拒絕了他的設計。這個超越時代的精巧發明最終未能進入現實中的戰場，而是作為凝結了多位杰出科學家智慧的一件科技器物，被置于博物館中供后人觀賞、研究。

許多人可能會看不起那些沒有實際應用過的發明，認為它們都是“無用之物”，這種想法其實是一種偏見。雖然阿基米德蒸汽炮被一些現代人調侃為“假貨”而遭到鄙視，它卻在事實上促成了珀金斯蒸汽槍的誕生，這是理論模型到真實器物的升華。雖然珀金斯蒸汽槍沒有投入軍事實踐，卻催化了10年后蒸汽壓力泵制冷循環系統的誕生，這是一件無用器物所凝結的科學內涵的躍遷。科學和技術，思想與器物，從來不曾孤立，而是在不同的時空中以不同的步調和呈現方式不斷演化，最終歸于統一。