学习《科技史纲60讲》38-人类如何进入飞行时代的

飞起来的三个问题，上升的动力，向前的推力，转向的控制。

对飞行的认识从对鸟类的研究开始。对鸟类飞行研究，从文艺复兴时期开始，由于解剖学的发展，人类对飞行有了更多的研究。

第一个解决的问题是“升力问题” ，英国人乔治-凯利爵士发现空气通过不同翼面形状的流过产生的压力不同，提出了空气动力学。属于流体力学的应用。凯利对自己的研究工作都有详细的记述，特别是留下了《论空中航行》一书。在书中，凯利明确指出升力的机理与推力机理应该分开，人类飞行器不应该单纯模仿鸟类的飞行动作进行飞行，而应该用不同装置分别实现升力和动力，这为飞机的发明指出了正确的道路，并给了后来的莱特兄弟理论指导。

在凯利之后，第二代飞行器发明家以德国的奥托·李林塔尔为代表。是最早重复实验解决自带动力的问题的人。我们前面讲过，能否重复实验结果是区分科学和非科学的重要标志，也就是说李林塔尔研究和实验的方法是科学的。

莱特兄弟在理论积累上和工作方法上不仅全面超越了他们的前辈，也超越了同时代的人，解决了飞机转向的问题。

首先，莱特兄弟非常注重飞机设计在理论上的正确性。他们二人虽然是自学成才，但是系统学习了空气动力学，有着扎实的理论基础，而且做事情非常严谨。这兄弟二人后来发现了李林塔尔在计算升力时有误，多算了60%的升力，并且进行了修正，之后又通过实验进行了验证。

这里要说一句题外话，一直有很多励志的读物宣传很多自学成才的发明家和科学家，但是这种比例极低，而且那些极少数成功的人其实是通过更多的努力，系统性地补足了过去知识的缺陷，而不是靠经验做事情。

从瓦特、富兰克林，到爱迪生，再到莱特兄弟都是如此。更重要的是，这些人无一不是遵循科学方法做事情。

莱特兄弟还超越了与他们同时代的其他发明家，一是因为他们很清楚地知道飞行的三个“预先要求”，关键还在于，他们能成功，可以说是他们的工作方法比同时代的人要高明。

莱特兄弟为了试验飞机的升力和控制系统，专门打造了一个风洞，在里面进行了大量的试验。莱特兄弟为了改进机翼就尝试了200多种不同的翼形，进行了上千次的测试。他们用滑轮将砝码和飞机的机翼连接起来，准确地计算各种条件下的升力。因此当他们设计的第一架飞机升空时，就已经有把握这个飞机一定能飞起来，而且很好地找到了保持横侧稳定的方法。

莱特兄弟生性谨慎，他们不做足试验是不肯试飞的，而且即使试飞，也要先进行无人驾驶的试飞。为了试验飞机的转向控制，莱特兄弟在1902年进行了700～1000次的滑翔试验。他们制作的滑翔机在安装了可控尾舵后，进行了上百次表现出良好的，结果可重复的试验。

这一年的10月8日，莱特兄弟算是彻底实现了真正的飞行转向控制，这是飞行史上一个重要的里程碑。在这一切都完成之后，他们才将精力集中到制作自带动力的飞机上。又经过了一年多的努力，1903年12月17日，莱特兄弟在美国西海岸小鹰镇成功试飞了自行研制的“飞行者一号”，从此人类进入了飞机的时代。

在莱特兄弟发明飞机的前后，世界各国的发明家们都在加速研制飞机，但是成功者并不多，很多发明家甚至在莱特兄弟的飞机上天之后，依然付出了生命的代价，其主要的原因是，工作方法落后于这兄弟二人。

这里要反复强调做事情要规范化，要有理论依据，不要过分信赖自己有限的经验和直觉，结合莱特兄弟的案例，请对照自己的工作检讨。

要点总结：

1. 实现飞行需要三个“预先要求”——空气动力学理论，特别是关于升力的理论，轻质量大功率的发动机和高能量密度的燃料，控制系统。凯利、奥托和莱特兄弟分别解决了这三个问题。

2. 科学的工作方法很重要。我们今天不需要设计飞机，但是需要学习莱特兄弟的工作方法。

3. 结合人工智能这个话题，在这个领域也有“鸟飞派”和“空气动力学派”的分别。所谓鸟飞派，就是指从经验出发，让计算机模仿人的思维方式，试图获得智能的做法，这个做法证明行不通。所谓空气动力学派，就是指搞清楚智能问题的本质，让计算机通过数据和数学模型解决智能问题。今天人工智能全部的进步，都是走后一条道路的结果。

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