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螺丝订制的前世今生


  螺丝钉无处不在,但这个小发明却改变了人类发展的历史,它究竟是谁发明的?

  关于这个问题的说法普遍不一,有说是中世纪的末期才出现,亦有说早在罗马时期就有,而发明者就是阿基米德。

  关于阿基米德,我们通常所熟知的故事是死前还在专心致志做数学题(现在的学生是做数学题做到死),因为太过专心执意要做完而被恼火的罗马士兵杀死。

  另一关于他的小故事则是叙拉古国王欲造金王冠供神,金匠献与王,王疑掺银,求助阿基米德。阿氏苦恼,浴池洗澡,见水溢出,遂高呼,我发现了!分别以纯金、纯银置容器中测排水量,银大于金,于是将王冠放在水中,发现排水量比同重量纯金大,断定王冠有银。

  阿基米德常说“制造工具是下等人的事”,但不妨碍他成为机械制造大师。学界普遍认为螺丝订制是螺丝的发展。

  螺丝订制,直径一英尺、长约十至十五英尺的螺丝外面覆以不透水的木板形成的长桶形结构。两头没底,设脚踏板,类似水车,取水时一头略斜入水中,脚踩踏板转动圆桶汲水。

  史载螺旋提水机最早为阿基米德发明,为农业灌溉工具,能适应尼罗河含沙量大的特点。不仅可灌溉,还可除污、输送矿石。

  传说激发阿基米德灵感的是一种叫做溜槽水车的东西,阿氏将水车的形状沿轮轴方向延伸便能形成圆柱裸线的形状。这种三维空间上的外推对数学家来说并不困难。维特鲁威的文献亦记载螺旋提水机分八个螺旋形水仓,与溜槽水车一样,后来发现制造成本过高,效率也不高,于是后来减少到两到三个。
螺丝订制
  中国人古代根本不知道螺丝是怎么一回事,这也是古代中国人唯一没有独立发明的主要机械装置。而古罗马人虽然在发明长木钻时已经知道了螺丝,但从来没有认识到螺丝可以用来做钻头。

  在当时看来,螺旋提水机不过是一个简单的机械装置。但它是人类历史上第一个运用螺线形的装置。对螺丝的探索代表着一种神话。只有阿基米德那样的数学天才才能为这种不同寻常的形状找出实际用途。

  阿基米德年轻时就在亚历山大发明了螺旋提水机,后来又对裸线思想加以改进制造出了螺杆,如此巨大的成就,以至于后世不得不给他一个虽然不大但绝非无足轻重的荣誉称号:螺丝之父。

  自从阿基米德捣鼓出了螺丝的前身螺旋提水机后,螺丝的发展便止步不前,直到中世纪末期,螺钉才真正出现,制钉工人开始生产带螺旋线的钉子,这些钉子能够更牢固地连接东西。那是从这类钉子到螺丝钉所跨出的一小步。这些螺旋线的钉子主要应用于铠甲的固定以及火绳枪的使用。

  到18世纪末,一些不知名的天才(可能是在英国伯明翰)发现了一种更好的制造方法,不过仍然是用机器制造平端螺钉。这使得螺钉的造价低廉,能普遍地用于固定铰链、门、家具等。就连当时付梓出版的《大英百科全书》以及《艺术与工艺百科全书》都有记载。

  为了解决平端螺钉的问题,1837年一位美国技术工人发明家找出解决办法,五年后来自普罗维登斯的技工卡伦·威普尔发明了一项全自动的螺丝钉机加工技术,使得螺丝钉更加普及。

  经过无数次技术改进,彼得·罗伯森于1907年发明的凹窝钉头的螺丝钉堪称20世纪最大的小发明,他解决了机械冲压一定会损坏螺丝钉头的问题。

  1936年,亨利·M·飞利浦为十字槽钉头的螺丝钉申请了专利,这标志着螺丝钉技术有了重大进展。一字槽螺钉与十字槽螺钉在边缘上有所不同。这种设计使螺丝刀自动居中,不易滑脱,因此深受欢迎。

  至此以后,螺丝在社会化大分工的工业社会中已必不可少。相对应的,无论是工业生产还是家庭,都离不开这么一把重要却又易被忽略的螺丝刀。在历史上,它是社会进步的标志,在现代,它是生活方便的象征。
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