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天道与人文 飞艇航行之历史(21)
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一览世界文明进化之历史，而叹夫宗教、政治之改良，科学、实业之发达，以及一事一艺之发明，原其初焉，未有不由乎一二有志之士，殚思竭虑，大则牺牲其生命，小亦牺牲其财产、名位、光阴，以卒收有志竟成之效。即以空中航行而论，其所以能有今日之横渡大西洋而无虞远阻，直冲霄汉与天山、昆仑齐高而不患劳疲者，要亦由于少数勇于冒险之士牺牲其光阴、财产、生命之功效欤。
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冒万死一生之险，首先乘气球上升者，为法人罗齐尔。而为空中航行牺牲其生命之第一人，亦厥推罗齐尔。当1785年法人布兰查德（Blanchard）偕美人杰弗里斯（Jeffries）乘气球渡多佛海峡（Strait of Dover），自英国之多佛城飞行至法国之加来（Calais），越广20余海里之海峡而竟告无恙。罗齐尔者，好胜之士也，初不甘居人后。至是乃欲渡多佛海峡，自法而至英，乃特制一气球，氢气与热空气二者兼收并用。初不知氢气之极易于燃烧也，及气球上升，顷刻而后，球内之氢气即为火所燃，而气球遂兆焚如。气豪一世之罗齐尔亦同付之一炬。在地面远望，气球宛如一流星向地面直下。迨其抵地时，适在法国之海滨罗齐尔已焦头烂额，观者唯能收拾其烬余，瘗之以为后世之纪念而已。呜呼！罗齐尔已矣，而后世之受其赐者，岂浅鲜哉？
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气球之发明，虽在18世纪，然其航空事业尚在幼稚时代，至19世纪，而气球之效用乃大著，于是群谋所以改良之策。以气球驾驶天空之缺点有二：（1）但能随风飘扬，不能往来自如，风东则东，风西则西。（2）气球既系球形，其在空气中前行之阻力，必较尖锥形或椭圆形为大。是以改良之策，首在于装置机器于气球之旁，能操纵而左右之，虽遇逆风仍能前进；次则在于变通气球之形式，而减少其在空中前行之阻力。兹二者改良而后，其结果即为今日之飞艇。
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飞艇首见于1852年，是岁法人吉福德（Gifford）制一气球，形似猪腰，而驾驶之以汽机，能上下进退，不惮狂风之吹阻。于是吉福德之名大噪于一时，世人称之曰空中航驶之富尔顿。盖富尔顿者，乃发明陆上用汽机之第一人也。至1884年，法人雷纳（Renard）用电机驾驶一形如雪茄之气球，附以舵及螺旋推转机，能翱翔于空中，任所欲之，飞舞回绕一周，而仍能下降停止于原处。盖至是而飞艇遂成为一航空之利器矣。
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19世纪气球进步之梗概，即如上述。当时虽气球之形式、结构以及驾驶之方未臻完美，而欲利用气球以探险测奇者颇不乏人。夫以科学家之眼光观之，则人类者实不啻一种不自由之囚徒耳。人类之囹圄，即地球表面之空气层是也；人类之缧绁，即直径8000英里之地球是也。吾人既不能须臾离此空气，亦无庞大之能力，足以抵抗地心吸力而使吾人翱翔于空中。自气球发明以后，吾人在地面之自由，乃稍稍活动，好奇者均欲乘气球以上冲云霄。然而离地面愈高，则空气愈稀薄，温度亦愈低，迨至6英里以上，则人类动、植物即无以生存。及至离地面百英里以上，则空气即归乌有矣。19世纪中叶，气象学尚未大明，于是乘气球上升而戕其生命者，盖亦不乏其人焉。
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1804年，法国著名化学家盖吕萨克（Guy Lussac）及贝窝（Biot）二人，乘气球上升至4000英尺之高，以瓶贮上层之空气，挈下以验其密度及其成分。因二人上升不甚高，故得告无恙。1875年，克罗西（Croce—Spinelli）、西卫（Sivel）及蒂散提（Tissandier）三人，在巴黎乘气球名“冲霄”（Zenith）者而上升，达20000余英尺之高度。克罗西与西卫均因空气过稀以致呼吸不灵而毙命。蒂散提亦失其知觉，迨后因球内氢气外泄过多，气球渐渐下降，蒂散提因得以逃生焉。
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兹役以前，英国天文学家格莱须（Glaisher）亦因冒险上升过高，几遭不测。其一发千钧之现状，则尤较蒂散提为危乎殆也。1861年，格莱须与考克斯韦尔（Coxwell）在伦敦乘气球上升，考克斯韦尔司升降气球之职，欲升则弃气球中所置之沙袋于外，欲降则启气球丝囊中之小穴，氢气得之以外泄。格莱须则掌观察温度，温度之高下，记载气压之升降等职。当时伦敦观者，肩摩踵接，炮声隆然一鸣，羁球之索解而气球上升，俄顷已腾青云而直上矣。格莱须坐于丝囊上之车中，常起而观察温度、气压之升降。至气球上升达11000米左右时，格莱须方欲起立，测视旁立之气压表，而身已如木鸡，不受脑筋之指挥，欲举手观时计，而手之重如铁，欲启口告考克斯韦尔，而噤不能声。盖已受呼吸氧气不足之影响矣。时其同行之考克斯韦尔尚不知其祸之将旋踵也。有顷，考克斯韦尔亦觉身有异，逆料必为上升过高所致，于是欲举手曳绳启丝囊而使氢气外泄。孰知心有余而力不足，一举手直不啻千钧之重也。考克斯韦尔大惊，盖明知任气球之上升，则彼二人者必无幸，古人云人急智生，考克斯韦尔乃以齿啮绳而掣之，丝囊遂开，氢气渐泄，而气球乃飞降矣。呜呼，彼二人之得以逃生，亦云幸矣。
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自是而后，虽空中探高者有所戒惧，而冒险上升者则仍不乏人。特欲上升过高，则多挈人造之氧气与之俱，以备至上层空气过稀处呼吸之用。至1894年，德人褒商（Berson）乃能乘气球上升至31000英尺之高，超趋了世界最高山珠穆朗玛峰之高度。(22)德人遂称褒商为“世界之最高人”。虽至现时(23)飞机、飞艇之构造，远胜19世纪末叶，而人类上升之高度，无有能超其右者。
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在19世纪，气球不但用以升高，亦用以为致远之利器也。如1845年，阿班（Arban）自法国马赛乘气球越阿尔卑斯山，渡地中海而至北非洲之土灵（Turin），计程约400英里，费时仅8小时耳。气球飞行之远且速，如兹役者，在当时实为创见。且其所乘之气球，未经后人之改良，仅能随风飘扬，而其成效已若此，亦足多矣。
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19世纪末叶，1897年，瑞典气象学家安特鲁（Andrée）以地球之南北极在当时尚为人迹所未至之处，思欲乘气球以为北极探险之举，大为瑞典王所嘉许，并允资助焉。国内唯一之富翁诺贝尔（Alfred Nobel），亦解囊慨捐3500余金镑。于是赶制气球，整理行装。球系我国府绸所制，凡物之含铁者概弃而不用，盖欲测定北极之所在，必以指南针，若气球载有含铁之器，则即足乱其方针也。至期，安特鲁约其二友会于斯皮茨伯根（Spitsburgen）。斯皮茨伯根者，瑞典最北之埠，然其离北极尚有亦百英里之遥也。起程之日，王公毕至，亲友咸集。迨安特鲁将入车之时，其挚爱之女友尚亲执其手，而叮嘱再三。安特鲁虽豪迈之士，无畏难之心，然亦未免儿女情长，英雄气短耳。俄而炮鸣索解，而球升矣，万众莫不举首相望，而祝之曰：诸公此行，何异登仙，发明北极之人，舍诸公其谁？当临行之初，气球载有鸽若干，以为传书之用。上升后数小时，即有三鸽前后口衔尺素而来，车中之人，均告无恙，亲友闻之，莫不额手称庆。嗣后数小时内绝无音讯，亲友始有忧惧之色。然猛引领而望曰，庶几其来乎？及时积月迁，而安特鲁等尚如黄鹤之杳然，始知其必遭不测矣。后虽北冰洋常有探险家之往来，轮舶辐辏，而莫能得安特鲁等之踪迹也。
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19世纪飞艇之发展，至齐柏林（Zepplin）而达极点。齐柏林者，乃飞艇特别之一种，为德人齐柏林子爵所发明，首见于1898年。齐柏林与他种飞艇之异点有三：（1）其形迥大于他种飞艇。（2）齐柏林非为一气球，而为多数气球所合而成。（3）每一气球均置于铅制圆柱中，各圆柱首尾相接，合成一猪腰形。故齐柏林之外部，非为柔软之丝，而为坚固之铝。乘人之车，即置于圆柱之下，转运飞艇之螺旋机，则置于圆柱之两旁。
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齐柏林子爵系德意志军官。当其初建议欲制伟大之飞艇也，德国舆论，莫不非笑之，以为庸人之自扰，莫甚于此。而彼独然前进，不以人言为进退也。至1900年，“齐柏林第一”乃告竣。此艇长416英尺，舟身圆径广38英尺，能蓄氢气40万立方英尺，载重9吨之多，合17气球而成。能翱翔于空中，宛如鹏鸟之飞舞也。至是，众始服子爵之卓见。子爵筑室于康斯坦茨湖（Lake Constance）旁，以贮此庞大之飞艇，一夕狂风怒发，“齐柏林第一”为风挟入湖中，受波涛之涌击。风平而后，验之，则已破裂不堪矣。子爵5万金之巨款，数年之心血，均一旦掷之虚牝，几痛欲死。幸而前德皇威廉第二，抱囊括宇宙之野心，知齐柏林之足为军用上之利器也，乃助子爵以巨款，并设厂以制巨大军用之飞艇。嗣后岁有所出，至欧战以前，飞艇之善且多，仍以德意志称最焉。
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欧战以来，德人于齐柏林之制造，颇守秘密，外人无从探悉。欧战之初，德人之希望于齐柏林者颇奢，故常乘昏夜，载炸弹、火药往攻巴黎，继复渡北海而攻伦敦。曾于1917年有齐柏林一艘，往攻伦敦，及返国时，途经法境，于日中忽失火而下降，为法人所获，细审之，则知合18气球而成。故全艇分为18节，计共长650英尺，每身圆径82英尺，上部灰色，下部黑色。且舟内有机关能发烟雾，足以障蔽舟身，而使施放机关炮者，不易于命中。此艇重22吨，能载重38吨，艇内有汽机五，合共马力为1200，速率每小时60英里以至70英里。若以之为通商之用，则足以载旅客百人，货物5000磅，于40小时内能横渡大西洋云。
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德国之齐柏林者，洵可为庞大矣。特近时英国所制造之坚体飞艇，其庞大更甚于齐柏林也。此等坚体飞艇之形式与齐柏林相类似。其已制就者，为R33号及R34号。艇各长670英尺，艇身圆径80英尺。能载重3000吨，内置汽机6座，合共马力1500。R33号在空中飞腾4天8小时55分钟，而不下停。其足以航渡大西洋，固无疑问，特现时英人方欲制造一种软体飞艇，以为飞行纽约、伦敦间之用，其大尤甚于R33号。要之飞艇之进步，在今日盖方兴未艾也。
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天道与人文 沙漠的概念与沙的来源(24)
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沙漠又称旱海或大漠，蒙古语为戈壁或额伦，维吾尔语为库姆，统指沙碛不毛之地。中国古书上沙漠的名称也不一致。晋代法显《佛国记》称为沙河，其中有一段描写敦煌附近的沙漠，记述如下：“沙河中多有恶鬼热风，遇则皆死，无一全者。上无飞鸟，下无走兽，遍望极目，欲求度处，则莫知所拟。唯以死人枯骨为标识耳。”在唐玄奘《大唐西域记》中又称沙漠为大流沙或称沙碛，其实沙漠有石质、砾质和砂质之分。而砂质中又有流动的与固定的分别。近来习惯称石质、砾质者为戈壁，而砂质者才称为沙漠。
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在生物学上因沙漠、石碛均为不毛之地，故概名为荒漠。作为植被类型之一种，以别于森林和草原。但在寒带和高山终年积雪之地亦有荒漠，严格说来，沙漠类型的荒漠，是指湿带和亚热带地区因干旱或人为原因所造成的不毛之地而言。普通以年雨量在100—250毫米以下的地区称为荒漠，250—400毫米的地区为半荒漠。苏联科学家伊万诺夫和布迪科等更以干旱指数，即一地区年蒸发量与雨量之比，来定干旱程度和划分植被地带。我国长江以南地区年蒸发量一般小于年降雨量，即干旱指数在1以下，是为森林地带。在华北及东北的西部一带，干旱指数为1—1.5，为森林草原地带。内蒙古的东部干旱指数为1.5—2.0，为干草原。新疆的伊宁一带干旱指数为2.0—4.0时，则称荒漠草原。如干旱指数达到4.0以上，如河西走廊、新疆准噶尔盆地、塔里木盆地一带则称为荒漠。
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一般人往往以为荒漠既为不毛之地，便一定不能生长农作物。其实荒漠如能得到适当的水源，并加以人工的灌溉，反而能得到比一般土地更高的产量，原因是这种土壤在发育过程中没有受到淋溶的损失，矿物质充沛，再加上荒漠地区一般日照较长、阳光充足，所以青海的柴达木和新疆的哈密、吐鲁番是我国小麦和棉花的高产区。
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荒漠中最大的祸患是风和沙。因风的吹动使沙堆积成沙丘，高度可达数米到数十米，一般作新月形。形成以后，即顺风移动，可以侵入田园、淹没森林、埋葬铁路、毁坏房屋甚至吞掉整个城市。因此沙漠中沙的形成和来源是一个很值得重视的科学问题。
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在19世纪70年代，曾有过一个很流行的学说，认为现今的沙漠在古代均为大海，沙是由波浪打击岸边的岩石而形成的。此说尤以德国的李希霍芬为力。到19世纪80年代，俄国的维·阿·奥勃鲁契也夫1887—1890年在中亚细亚，即现今土库曼共和国地区的喀拉库姆（黑沙漠）中连续工作了三个夏天，证明该地区沙漠的成因主要是河流如阿姆河等的不断变迁和移动。这种说法以后又为苏联科学家和别国的科学家在中亚及非洲撒哈拉等沙漠地区所证实。但沙漠不仅可由河流的剥蚀搬运作用而形成，并且亦可由湖泊、海洋以及冰川等原因而形成。去年我们在西北考察时，曾在青海湖的东南岸、海晏县的西面看到有蔓延十余公里的沙丘。这种沙丘即因青海湖的波浪击撞了湖岸，将岩石打成沙砾，再经西北风吹上岸而逐步形成。目前还在继续蔓延和成长中。此外在新疆的艾比湖畔，更看到众多的沙丘群。但是大沙漠如撒哈拉、塔里木等的沙，则多半是河形成的。沙漠学是最近才逐步形成的一门新兴科学。
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