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PART.1 讓身邊常用的道具更便利!

《空想科學生活讀本》 · 柳田理科雄 · 4萬 字

第1考 雨傘

打從原始時代「舉着一片蜂鬥葉擋雨」以來,

「雨傘」這種東西就沒什麼進化嘛?

每逢下雨天,我們最該感謝的就是雨傘。能保護我們不被冷颼颼的雨水淋溼,摺疊起來就如一根能收進提包的棒子。這麼文明的利器,要是還有意見的話簡直該遭天譴了。可是,在「從古至今都毫無變化」這點上,也沒什麼道具能比得上它。雖然歷經各式各樣的細微調整,它的原理不過就「在一根棒子上架個圓頂」,亦即靠一個香菇型的東西擋雨,這和原始時代的人「在頭上舉着一片蜂鬥葉遮雨」的原理完全一樣,不是嗎?

翻開歷史,早在公元前的中國、東方及羅馬等地,傘就已經是我們熟知的形狀了。當時的達官貴人拿它來遮廕庇日,把它搞得像是權力的象徵。日本也在公元五五二年從百濟聖明王※派來的使者處收到這玩意兒。收到它的欽明天皇※,也覺得這傘用來遮蔭特別舒服。真不愧是舶來品,連天皇都被耍了。

十三世紀時,義大利人發明了能夠開闔的傘—十七世紀起用來擋雨,而成爲「雨傘」,當時的模樣就和我們所用的雨傘非常近似了。到了一七八八年,英國出現一個偉人。有位名叫喬那斯·漢威的商人,撐着雨傘昂首闊步走在倫敦的大街上。在當時的倫敦,傘被視爲女性用品,有錢人下雨天都習慣乘馬車出門的,所以漢威的行爲引來衆人嘲笑。然而他這種頗具勇氣的行動,終於讓雨傘在英國的男性社會推廣開來了。可見無論什麼事都必須有人當開路先鋒纔行。

自傘發明以來,用途雖然有所變化,但好像依舊是傘。那麼,未來又將如何?

背景設定在二〇一九年的《銀翼殺手》※,片中雖然出現了握柄會發光的雨傘,但是外型照舊。而描寫二〇五四年世界的電影《關鍵報告》※中,雨傘也不過就那普通模樣。看樣子就算到了未來,傘也不過就是把傘。毫無進化到這種程度,說好聽點是它完成度已經夠高;舉個難聽一點的比喻,就像烏龜或蟑螂一樣,從兩億年前直到現在,形態都沒有任何改變!

然而電影《復仇者》卻出現了劃時代的雨傘:直徑不到兩公尺的透明球體,人就在裏面一面滾動一面向前走。雖然原本好像是用來在水上行走,可是有了這種裝置,不但雨水無法從側面刮進來,兩手也可以自由活動。以雨傘來說可謂完美無缺。

【球型的「傘」是出現在《復仇者》中。這部描述英國諜報員與企圖操縱氣象以征服世界的邪惡科學家戰鬥的間諜動作片,由有雷夫范恩斯、酈瑪舒曼、史恩康納萊等人主演。】

問題就在於出入球體的方法。在電影裏是拉開拉鍊就出來、泄掉空氣就癟下去了。恐怕進去時也得打開拉鍊,然後用壓縮空氣等方法使其膨脹,借空氣壓力使之保持球型吧。

可是我想,這樣的「傘」一定很怕颳風。直徑2公尺的話,只要在每秒10公尺的風速下,就會承受高達9.6公斤的風壓。或許會覺得這比體重輕得多,沒啥關係,但球體是隻要用比自身重量還小的力量就足以輕鬆滾動,因此若不想被吹落河裏、或是滾到路上遭車撞死,就得經常努力靠體重迎風壓上去纔行。那種感覺就像逆風爬坡。假設風速是每秒20公尺,對一個體重約70公斤的人來說,就像在爬一道隱形的33度斜坡※。在這麼陡的斜坡上根本不可能站得住,不是摔落河裏,那就滾到馬路上等着被車撞吧。

不過這構想的確很了不起。說不定現實世界真有這種劃時代的雨傘,只是我不知道而已?基於以上想法,我們去拜訪了以全力開發新型雨傘而着稱的SHU"s Sele※股份有限公司。

※百濟聖明王

受中國南朝梁冊封爲百濟王。公元五二三~五五四年在位,聯合新羅攻打高句麗,又爲對抗新羅而與日本友好,外交手腕堪稱八面玲瓏。逝於與新羅交戰時。人人皆知將佛教傳入日本的是他,其實傘也是。

※欽明天皇

日本第29代天皇,繼體天皇嫡子,用命天皇之父,聖德太子的祖父。至於在位期間則衆說紛紜。

※《銀翼殺手》

一九八二年根據菲利普狄克之科幻小說改編的美國片,導演雷利史考特,由哈里遜福特、魯特格爾哈爾、黛瑞漢娜等人主演。

※《關鍵報告》

少年要成爲男人,非得爬上許多臺階不可。而這「長大成人的臺階」可不是那麼簡單輕鬆的,一不小心摔下來可就要受不少傷痛啊。

要構思未來的刮鬍刀,首先非得翻越一堵高牆不可。若想掌握現有刮鬍刀的問題,自己一定要先用用看才知道。可是我從三十年前人生第一次刮鬍子就把上脣刮破以來,就再也不敢碰T字型刮鬍刀了,雖然拿到了舒適牌給的樣品,還是忍不住害怕。可是,爲了未來,也只好硬着頭皮試一試了!

專門術語稱「轆轤」。

開闔數次後我不由得爲之驚歎。六根撐開傘布的傘骨※,呈對角的兩根可直接摺疊,剩下的四根則因中央圓筒部份※的形狀所致,可以巧妙併到已收好的兩根傘骨旁。這形狀讓我聯想到昆蟲型機器人,不禁脫口讚道:「這真是未來的雨傘啊!」林先生則是滿面笑容看着我:「謝謝,謝謝!」

果然,刮鬍刀界的歷史也是不斷翻新啊。而更令我驚訝的是,這些細膩的改良竟然都是由美國人完成的!因爲太過於「近在眼前」,會有種「這是日本自己開發的吧」之錯覺,然而舒適牌的確是美國公司沒錯,粗枝大葉的老美竟在如此細微的物品下這麼多功夫,人類對於刮鬍子所投入的熱情也可見一斑。

※形狀記憶合金

這種傘已經不只是給人添麻煩而已了,根本是殺人兇器啊!如果想減慢轉速,不是得增加傘骨厚度,就是須增加傘骨數目。傘骨厚度增加的話會增加空氣阻力,只會更難轉。那增加傘骨的話……等一下!加到無限根的時候,不就是普通的傘了嗎?

※中央圓筒部份

我們來到舒適牌(Schick)刮鬍刀日本分公司※,這是一家世界級大企業,接待室也很高級,散發出令人沉靜的氣氛。本來我還擔心會不會冒出什麼可怕的大人物,萬一講了不得體的話會不會惹對方生氣等等,結果出來接待我們的行銷經理赤松裕介先生是個非常年輕而親切的人,真是太好了。

一九七八年發明了振動刀頭,九一年發明了弧型雙層刀頭,九八年發明了立體振動雙層刀頭,刮鬍子的技術也朝向配合臉頰弧度而進步。其中最令人感動的就是從八六年起列爲標準配備的「frioother」。「fri」意指摩擦,在刀片前加裝一種類似橡皮、比較不滑利的材質,「smoother」則是用沾水就會溶解的潤滑劑爲材質,裝在刀片後方。這麼一來,刀片前方比較不滑、後面則較滑利,如此皮膚就會繃緊、讓其上的毛髮聳立,因而比較容易切斷。理髮師傅幫客人修臉時也會邊刮邊將客人臉部皮膚繃緊,而靠這兩種質材就能重現職人的熟練動作,這樣的專業智慧真令人耳目一新。

哥倫比亞大學一九五一年發現形狀記憶效果,當時材料爲黃金與鎘,另有鎳與鈦、銅與鋁及鎳等組合。其原子排列構造在高溫下爲富彈性的沃斯田鐵(Austenite),低溫時則呈可塑性高的麻田散體(martensite)。高溫時成形,冷卻後達到Ms點(麻田散體變態開始點)就會轉變爲麻田散體,只需很小力量就可變形。溫度上升至As點(沃斯田鐵變態開始點)則又會變回沃斯田鐵,回覆爲成形時的狀態並充滿彈性。利用此一性質可製造胸罩、手機天線、醫療器材、人工心臟、馬達、熱引擎等,主要多采用鎳鈦合金。

※帶拿出門本身就很麻煩

看到我們如此安心,赤松先生一面向我們展示各種樣品,一面介紹他們公司的產品及歷史。

這不就得了嘛!正如此想着,又注意到一個問題:要讓熱度傳導到整把雨傘,是要花時間的!而且這麼一來,只要走進比較暖和的房間,傘會突然在口袋裏打開!這樣可就麻煩了。

雙層刀片、三層刀片、止滑鋼絲,

※淬鍊

參觀完畢,我們還訪談了林先生許多事。在此能透露給大家的還有最先進的三種傘※:「超迷你口袋傘」「平板口袋傘」「鉛筆傘」。每一種摺疊起來都是15到23公分大小,而且重量只有200公克不到。

舒適牌的赤松兄說過,乾燥狀態下的鬍鬚,其強度約等於同樣粗的銅線※,所以很難切斷。但是隻要弄溼了,強度就只剩下原來的三分之一了。所以最好在洗完澡後用溫熱的溼毛巾敷臉,這樣是最完美的。接着塗上刮鬍膏。首先來試試初期的雙層刀片吧。因爲它沒有止滑鋼絲,所以千萬不可橫着滑動。一刮下來,有股鬍子被刀片牽引的感覺,就這樣一口氣刮下去真的好嗎?我一邊心裏祈禱一邊用力刮下,手上傳來一股沙沙的觸感——喔,感覺還不錯嘛。

※圓頂

編輯新保先生則說,「帶傘出門※」這事本身就是個令人受不了的大麻煩。所以他想到的是一個能飄在你頭頂、然後自動跟着你走的雨傘。原來如此。氦氣氣球飄在頭頂上,裝個感應器就能讓它認得主人,再裝個小型馬達,就可以行動了……以上等等,就技術上而言都是做得到的。問題是,氣球也一樣很怕風吹啊。既然如此,乾脆像氣球一樣綁根線拉着走不就好了?

在兩千五百部小型機器人的活躍之下,

專業術語稱爲「翅膀」。

必須有音速4倍的速度!

#【上方就是請到K-1選手「克羅埃西亞戰警」麥可貝納拍攝廣告的「Quattro 4 energy」(創4紀)。附安全鋼絲的四層刀片震動刀頭以每秒200次的速度來回震動。下方則是本文中介紹的初期T字型剃刀。是非常古典的設計。】

爲了這種人,實際上也有種商品叫做「卷在手上的傘」。手把能自由彎曲,所以可以把傘捲纏在肩膀上,兩手就自由了。不過,還要特地把雨傘捲來捲去,不也很麻煩嗎?

其實這是從與林先生的談話中得到的啓發。林先生的夢想是造出一把原子筆大小、用過即可丟的雨傘,並且價格壓低到一百圓以下!若採用我說的這個點子,不就可能做到了嗎?林先生?

既然不能省略傘布的話,那就來想想不要有固定形狀、亂折一通也可以的雨傘吧。

一九八八年美國片,敘述特工探查氣候異常事件,改編自一九六〇年代大受歡迎的英國同名影集。耶利米謝奇克(Jeremiah S.Chechik)指導。

※SHU"s Sele

每天早上只要十秒就能刮好鬍子!

而最需要從根本解決的問題就是「過程太麻煩」。每次都要先敷熱毛巾、塗上刮鬍膏、刮鬍子,然後洗掉刮鬍膏、把臉擦乾淨、再把刀頭清乾淨等等。想來就像茶道或結婚儀式或照着筆順寫書法,非得按着順序一個步驟一個步驟來——刮鬍子難道沒有更簡單、更快捷的方法嗎?

打開超迷你口袋傘一看,內部精細的構造令我歎爲觀止。每根傘骨都是各由兩根支架交錯成連續的平行四邊形而構成,因此中央的圓筒部份可以縮短到只有8公分上下,而且傘骨都能摺疊成五段開闔。這原理就跟從前夜市賣的「魔術伸縮手」一樣。而可動的部份有些是用金屬卡榫※固定合葉,有些地方則是用交叉的棒狀結構互相滑動構成,感覺上,與其說這是在設計臺上產生的構思,不如說是專業工匠親手找出的最適切構造。

※麥可貝納

SHU"s Sele的展示廳裏陳列着色彩繽紛的雨傘,有如百花齊放。這些都是公司董事長林秀信先生的作品。而林先生也將這些傘視若己出,一把一把拿出來向我們仔細說明介紹。

位於目黑。公司首頁「日本舒適牌的腳步」單元寫着「一九六〇(昭和三十五年)將噴射式刮鬍刀引入日本」,但沒註明公司何年創建。有本書叫《舒適牌70%股份的軌跡》(西山和宏着,鑽石社出版),有興趣者請自行參閱。

要擋住以秒速9公尺落下的雨滴,就得吹出秒速9公尺以上的風纔行。但這又產生一個問題了。向上吹風的反作用力會把傘向下壓,對吧?計算一下這反作用力,差不多有11公斤——這麼重的傘,誰拿得動啊!

想靠迴旋傘骨打飛雨水,

講到用傘,我個人覺得壓力最大的就是「要把傘布摺好」這件事,尤其是摺疊傘,用完得把被傘骨夾住的傘布一一拉出來整理好,然後捏着傘布邊緣捲起來。一旦用了就得反覆進行這種需要耐性和細心的作業,但像我這種把細心耐心都放在孃胎忘了帶出來的人,這過程簡直就像是在賽之河岸※堆石頭的痛苦修行。

後來他們又生產更先進的「MobilePen」、「MobileFlat」。前者收起來是長16公分、直徑4.3公分的小圓筒,後者則是長15.5公分、厚2.5公分的小平板。

而到了九五年,刮鬍刀界發生了革命性變化。爲了防止剃刀橫滑割傷皮膚,設計出鋼絲纏繞刀片,當年K-1格鬥賽麥可貝納選手在廣告裏那副「沒割傷耶!」的喜悅表情,至今仍令人記憶猶新。從那以後,大概再也不會有像我這樣因爲第一次刮鬍子就割傷、從此對刮鬍子一事抱有心結的少年了吧。這個時代終於宣告結束了。

然後,一九七二年出現了雙層刀片。第一層刀片切斷鬍鬚、同時將鬚根稍微拉出毛孔,第二層刀片再接着剃掉殘餘鬚根,如此就能颳得比較乾淨。曾以鬍渣特濃聞名的職棒選手畏量茂雄是一九七四年退休的,然而退休前的那兩年他下巴的鬍渣似乎淡了不少,有機會的話可以找出他之前之後的照片來比較一下。

※33度的斜坡

這種行爲太危險了吧!

※賽之河岸

爲免得意忘形而受傷,改用附有止滑鋼絲的四層刀片試試看。這次手感就很輕了,感覺颳得很銳利。最重要的是,有止滑鋼絲真是太好了!有一瞬間我也想相信赤松兄或麥可貝納說的,故意把手橫滑一下試試看……不過終究還是沒勇氣這麼做。

既然如此,咱們也來加油吧!來想出一個可以一口氣解決男人所有刮鬍子難題的刮鬍刀吧!

爲了避免格鬥時被敵方揪住,古羅馬帝國鼓勵士兵儘量剃光頭髮及鬍鬚。雖然公元前六世紀就出現了摺疊式剃刀,但據說許多人還沒開戰前就被剃刀刮傷了,因此並不普及。那這些士兵又該怎麼辦呢?據說是用剪刀剪或拔掉鬍鬚。更令人喫驚的是,他們竟還懂得拿動物油脂做成脫毛劑使用。原來打從兩千六百多年前起就已經有人和我一樣苦於刮鬍子了呀,真不知是該爲人類的偉大而感動,還是該爲自己的毫無進步而生氣。

※六根撐開傘布的傘骨

其中一項產品就是在日本一九六〇年代出現的舒適牌噴射刮鬍刀(ior),一個小小的立方體,上面有塊金屬板可以滑動,手不必摸到刀片就能替換。新保兄一看到就說:「啊,我老爸用過這個!」這麼一提我纔想起來,我爸好像也用過呢。想來我們老爸年輕時也曾爲替換刀片能有這種飛躍性進步而高興過吧。

二〇〇二年美國科幻驚悚片,史蒂芬史匹柏執導,湯姆克魯斯、柯林法洛等主演。背景設定在「能事先預測犯罪而加以防止」之未來世界。

不過,這個點子還有別的發展方向。如果把呈板狀的傘骨排成某個角度,轉動時就會吹出風來,借這股風力吹開雨滴,不就行了嗎?

而令我一看就覺得大感興趣的是平板口袋傘。它摺疊起來的樣子正如其名,從側面看來是個2公分×5.5公分的長方形平板。既然打開來是圓形的傘,爲何摺疊起來會變成這種形狀?

刮鬍子,就是危險的臺階之一。我幹嘛講得這麼委婉呢?因爲我就是從「刮鬍子」臺階重重摔下過的人啊。

試用後的感想就是很舒服,以前的精神創傷完全煙消雲散了。不過還是有問題存在。首先是刀孔堵塞。赤松兄說過,刮鬍子時也會刮下與鬍渣等量的老化角質和皮脂等等,而這些廢渣會與鬍渣及刮鬍膏混在一起,殘留在刀片之間,而且就算用熱水也很難洗掉。雙層刀片的時代可以在刀片間裝個滑動板,把廢渣像壓切石花菜凍那樣頂出來,現在的四層刀片則得用熱水沖洗,讓廢渣從刀片後的隙縫流掉,然而實際上試了一下,就會明白根本衝不乾淨。目前正試着在刮鬍膏裏混入能分解皮脂的成份,以解決這當務之急。

那麼,該從哪兒開始着手好呢?發明多半是出自於對現有事物的不滿,所以先把現行雨傘的問題儘量挑出來,再來試着想想解決的方法吧。

如果沒有傘布的話,就不必這麼辛苦了。問題是這樣一來要用什麼擋雨?以前應該有人說過:「高速旋轉只剩傘骨的雨傘,就可以打飛落下的雨滴吧?」雖說這麼做會給四周的人添不少麻煩,不過就原理來想,應該辦得到吧?

然而我也不想一輩子都當個怕刮鬍刀的膽小鬼——用銳利的刀片在臉上刮來刮去以切斷體毛的行爲,本來就很危險嘛!難道刮鬍子就沒有更安全又更安心的方法嗎?

首先,就來複習一下我們的祖先是如何與鬍子奮戰不懈吧。

一九六九年生於南非的K-1格鬥選手,九五年出道,二〇〇六年退休。原是職業拳擊手,也因此讓K-1大賽認識了拳擊的重要。毫不畏懼藍眼武士安迪·福格與暴君彼得·阿特那一擊必殺的踢擊,被踢中了也依然向前突進,彷彿重戰車般勇猛。退休後繼續擔任教練指導後進。

直徑長度都僅數公釐的圓筒,一側開口裝了狀似高禮帽的零件。要插入這兩個零件間的凹槽,需以相嵌方式接合,不能卡死,這時就得用專門工具壓扁,使其不滑脫。壓扁時的裂縫很像鴿眼,故又稱「鴿目」。林兄說有兩道裂縫最理想,若只有一道也可以。成品檢查時若發現沒有裂縫或者有三道以上的都要挑出重做。這就是「值一萬圓的技術」。

問題就在於雨滴落下的速度。雨滴大小在0.1公釐到3公釐左右,越大落下速度就越快。最大速度約是秒速9公尺,所以只要能擋住這個速度的雨滴,就等於無論多大的雨都OK了。

※金屬卡榫

要把以不同間隔落下的雨滴打飛,就得讓一根傘骨轉過去時,在雨滴落下的距離和傘骨上下厚度相等的時間內,讓下一根傘骨轉過來就行了。在此,我們將傘骨厚度和雨滴直徑同樣設定成3公釐好了,那麼,雨滴以秒遠9公尺落下3公釐的距離,只需3000分之1秒!一把傘有8根傘骨的話,那就得讓傘骨在3000分之1秒內轉動45度纔行。這麼一來,雨傘就必須每秒轉375次!如果傘骨半徑是60公分的話,傘骨前端的速度會達到音速4倍!

那是我高一的春天。一方面要展開新的校園生活,另方面也要在借宿的地方展開新生活。我當時初生之犢不畏虎,就在開學當天早晨,在借宿處學長※的指導下,挑戰刮鬍子的初體驗。

我的工具是一柄T字型可拋式刮鬍刀。學長很親切地囑咐教導我:「塗上肥皂,然後逆警鬍鬚生長方向刮過去。可別睡昏頭,把刀子橫向划過去喔。」我一面高興地想着但願各種事情都能像這樣有前輩指導,一面就照他教的刮下去,這時上脣傳來一股又像燙又像冰的刺痛感。肥皂洗掉一看,刮出一道將近5公釐的傷口啊!雖然不覺得有多嚴重,但刮鬍子的傷口還真是又痛又癢,有股難以忍受的刺痛感。就這樣,高中開學第一天如此光輝燦爛的日子,我就只能在這股又痛又癢的不舒服感中度過了。

※長島茂雄

用形狀配憶合金※來做傘骨和傘柄如何?這種金屬只要在一定溫度成形,溫度下降後就可以自由變形,溫度一上升,又會恢復原貌。只要讓它成形爲傘開的形狀,平常就能捲起收到口袋或提包裏。只要裝顆四號電池,再接一條電熱線,打開開關,它就會張開變成一把傘。用完之後,因爲雨水使它溫度下降,所以又可以自由捲起來帶着走。

終於演變成四層刀片的震動刀頭!

讓刀刃更堅硬的加工法。鋼鐵的原子排列方式因溫度而異,高溫時較堅固。若在燒得通紅時急速冷卻,原子就會因爲來不及改變排列方式而保持高溫時較堅固的排列,此加工過程即爲「淬鍊」。但相對的也會因爲過硬而過脆,所以也有輕微加熱再慢慢冷卻的方式,讓鋼鐵得到適合的硬度。

※舒適牌刮鬍刀日本分公司

第2考 刮鬍刀

於是我又想到一個主意:傘柄裝進一個傘型氣球,平常就只是傘柄,一按按鈕,裏面的壓縮空氣就噗地一下子把氣球灌飽!

然後到了一八四七年,英國人首先想到T字型刮鬍刀,從此以後刮鬍子這事兒就變成現在我們習見的景象了。那麼,自此以後刮鬍子的技術就不再有任何進步了嗎?

而這把玻璃纖維制的大傘,一口氣將以上困擾都解決了!我對此讚不絕口,林先生還把支撐圓頂的傘骨用力壓彎給我看,當然,毫髮無傷地復元了。沒錯沒錯,我就是想找一把這樣的傘啊!

超小型、超細型、一按就能開闔……

我問:「接下來會推出5層刀片嗎?」「那得看情形。」但之後對手吉列牌推出了新產品「吉列鋒隱動力5+1刮鬍刀」,刀片增加到6片。這樣下去還會增加到7片嗎?

【舊石器時代用貝殼、獸骨、鯊魚利齒、打火石碎片等物品刮鬍子,古埃及則用青銅剃刀。那麼鈍還能拿來刮鬍子,古代人的臉皮都很厚嗎?】

各位讀者不妨也來試想看看各種雨傘的可能性吧!說不定其中就有一把能夠改變雨傘的歷史喔!

專門術語爲「母骨」,而在母骨下支撐它的另一根稱爲「承受骨」。

最先令我受到衝擊的,就是一把半徑達75公分的大傘!什麼?傘骨竟是玻璃纖維制!看到這把傘時,彷彿整顆心都被吸上了晴空。

佛教認爲死去孩童的靈魂會聚集至此思念父母,唱着「疊第一個爲父親,疊第二個爲母親」的歌,堆疊石頭作佛塔,但是會有惡鬼跑來踢散作亂。還好有地藏菩薩抱着他們說:「從今以後就把我當成你們在冥土的父母吧。」多麼悲哀的故事啊。悲哀程度和筆者的邋遢程度有拼。

翻開百科全書,據說舊石器時代的男性是用貝殼、獸骨、鯊魚的利齒、打火石碎片等物品刮鬍子。嗚哇!痛死人了啦!這些東西真能拿來刮鬍子嗎?與其說是刮,不如說用它們來割臉皮還差不多吧!我想太古時代的少年一定是帶着滿臉割傷的痕跡才能轉大人,真是了不起。

風壓會滾動球體,站在裏面的人得將體重壓向上風處,兩股力量相抵消,球體纔會不動。當風速每秒20公尺時,球體要滾動33度纔會靜止,所以此時裏面的人站立的地面也會傾斜33度。

而在看了一按就能開闔的自動傘實際演示後,長久以來百思不解的謎就解開了。這種功能我雖聽說過,但從以前就覺得很不可思議。傘的開、闔動作都得耗能,一般的自動傘在打開時只需輕輕一按,可是收攏時就得花上比普通傘更大的力氣,因爲收傘時所施加的動能必須轉變成裏面彈簧的位能,蓄積起來。如果開闔都只需輕輕一按,那能量是在何時注入的呢?

※四層刀片

我終於明白了,林先生是個愛傘之人。他無論無時無刻都想着關於雨傘的事情,例如「傘骨是絕對必需的嗎?」「非得有傘布不可嗎?」等等。但就是這樣子想着想着,不知不覺的就達到了目前的境界。

歸途中我不禁思索,既然造傘專家都這麼說了,那雨傘就永遠保持這形狀了嗎?不,應該還有什麼地方會存在某種可能性纔對啊!我這個門外漢就來略盡棉薄之力,想出一把顛覆常識的雨傘吧!

【右邊是一般摺疊傘,左邊則是能5段摺疊的「超迷你口袋傘」。真的僅如手掌一般。更驚人的是隻賣525圓!林老闆的哲學就是價格品質兼顧。也請小心別買到劣質仿冒貨。】

【本文中沒有詳細寫明,但如果傘骨像圖中那樣與傘柄垂直,就算能把雨滴打飛,也會濺到傘下。這點我也明白,要防止這點,讓傘骨的角度朝向斜上方旋轉就行了。】

久富靜彌學長,不知現在可好?

古埃及的貴族都是戴假髮而剃光頭,圖坦卡門法老王也留着很漂亮的長鬚,所以他們一定有修剪鬍鬚的方法。他們用的是月眉型或短斧型的青銅剃刀,可是青銅器不能像鐵器一般淬鍊※,所以應該很鈍。爲了刮鬍子,古埃及人大概也喫了不少苦頭吧。

最初的產品真是充滿衝擊性:一塊長方形金屬板下面加了一根垂直方向的握柄,然後在金屬板上裝了一片雙刀的刮鬍刀片,僅此而已。講白了就只是個把剃刀固定成T字型的道具,完全看不出有任何安全設計。拿這種東西刮臉,無論有幾條命大概都不夠用,以前的男人還真是強悍啊。聽我這麼說,赤松兄告訴我們:「這刮鬍刀的正式名稱是『安全剃刀』,之所以特別要加上『安全』二字,爲的就是要提醒大家,剃刀這東西再怎麼說都是很危險的。」原來如此,爲了讓大家有此認知,還真是下了不少功夫啊。

我很喜歡大傘,在它巨大圓頂※保護的遼闊空間底下散發一股溫暖祥和。但是我最討厭的就是容易折彎的傘骨。稍微受點衝擊就彎腰駝背,這麼沒骨氣,真是不可原諒;偏偏想把它擰直的時候,又頑固死硬地不讓我擰直,真令人火大。然而根據槓桿原理,傘越大就表示傘骨越容易折彎。要做得大,又要顧及耐衝擊性,想來還真是兩難啊。

※借宿處學長

有馬達震動的創4紀,刮起來幾乎沒有施力的手感,就像輕輕撫觸着臉龐一樣,刮起來的感覺真是不可思議。

※《復仇者》

進入中世紀後,隨着德國的佐林根和英國的雪菲爾等城鎮鑄刀技術發達,剃刀也變得越來越鋒利了。據說音樂家蕭邦因爲演奏鋼琴時觀衆只會看見他右邊的臉,所以就只刮左臉的鬍鬚,右邊留下來。有空玩這種小把戲,就表示他颳起鬍子一定是非常輕鬆愉快了。

從此以後我就視T型刮鬍刀爲畏途,再也不敢碰它。結果只好用電鬍刀了,可是這也有一段不堪回首的遭遇。有天早上我想直接躺在被窩裏刮鬍子,結果搞得臉上、胸前、被窩裏到處沾滿鬍渣。明明只有兩條路可選,我卻偏偏兩條路都遇上了慘痛經驗,多麼不幸的人生啊。

一九八六年設立。原本接受海外名牌委制,因對外國廠商將進貨價一千二百圓的傘以一萬圓售出的做法有所質疑,九一年自創品牌。目前已創造出每支五百圓的「超值500」和「Water Front」「Charcoal Epress」「Sunny Booth」等品牌。以一萬圓的技術研發五百圓的傘,正是林兄引以爲傲之處。

最後,我們看到了最新式的「ouattr0 4 energy」(創4紀),四屠刀片、frioother、安全鋼絲,刮鬍刀界三大發明全部到齊,而且刀片用馬達帶動,以每秒200次、0.1公釐的振幅震動,就像斧頭砍樹一般,刀刃不斷來回以切斷毛髮。

※最先進的三種傘

最先進的雨傘!科學得令人感動!

一九三六年二月二十日生於千葉縣佐倉市。五八~七四年擔任東京讀賣巨人隊選手,職棒明星。漫畫或動畫中都常把他本人畫進去,如《超能野球紅不讓》、《魔投手》等,畫面中往往過度誇張他臉上的濃密鬍渣。

答案其實很簡單。收傘時將傘柱頂端抵住地面,握柄用力一頂,就行了。因爲這麼做的同時,彈簧會變形,然後喀地一聲鉤住,蓄積的彈力位能就可以用在開傘收傘的時候。即使在傘的世界,「能量守恆」法則也依然存在喔。

用鋒利的刀片刮臉皮以切斷其上的體毛,

當下立刻想到的招數是:把脫毛劑溶在水中拿來洗臉。可是一查才知道,脫毛劑會刺激皮膚,而且味道很刺鼻,不適合塗在比腿部敏感許多倍的臉部,光是靠近鼻子就有被那味道薰昏的危險。

既然鬍鬚的硬度足以與銅線匹敵,那用雷射光燒斷它如何?把普通的刮鬍刀刀片改成橫向板狀的鐳射光線連續照射就行了。鐳射光束設爲厚1公釐、寬5公釐,以秒速1公尺的速度移動的話,只需要—瓦的出力就足以燒斷鬍鬚了。剃刀的英文是razor※,所以這招就命名爲Laser razor啦!

問題是皮膚會不會燒痛?因爲皮膚的色素比毛髮來得淡,比較不易吸收光能,所以塗上一層反射性護膜乳霜的話,應該就沒問題了吧。

還有個更好的法子可以讓人坐享其成,就是讓大量1公釐的小型機器人在臉上爬行,由它們用剪刀或鐳射把鬍鬚切斷。雖然這情景想來有點噁心,可是速度超快。成年男性的臉上約有兩萬五千根鬍鬚,用兩千五百隻小型機器人去刮,就算一秒才能切斷一根,每天早上也只要十秒就能刮完鬍子了!而1公釐大小的機器人,就算有兩千五百隻,排成立方體的話也只不過是每邊1.4公分、方糖大小的立方體,如此小巧玲瓏也是其魅力所在。

【鬍鬚直徑爲0.1公釐,所以用1公釐大小的機器人就可以切斷它了。以目前的奈米科技來考量的話,開發刮鬍子用機器人絕對不是夢!不過看起來會有點恐怖就是了……】

乍看之下,這個點子或許有點荒誕無稽,然而誰也不知道未來的刮鬍刀到底會演變成什麼樣子。畢竟,這只是個三十年前因爲沒有止滑鋼絲而從「刮鬍子轉大人」的階梯上摔下來的傢伙所想出來的啊。

※同樣粗的銅綫

鬍鬚直徑約0.1公釐,要切斷與此同粗的銅線,需有200公克的力量。

※英文是razor

剃刀是razor,雷射光是laser,對英語圈的人來說,r與l的發音差異一清二楚,所以會看不懂這個同音笑點。(譯註:日語無法區分「l」與「r」,所以會混淆。)

第3考 鬧鐘

用令人不快的方式叫醒人,

多麼不人道的機器啊!

每到櫻花散落的暮春時節,全日本的工作場所和學校都會湧進一批批新人新生,每個人心裏都充滿着閃亮的希望。然而從另方面來說,到了新環境不適應的恐怕也大有人在。

尤其是剛從學校畢業的社會新鮮人。以前多的是時間,可以隨自己高興分配,突然變成每天早上九點甚至八點就得上班,而且新進職員還理所當然要提早半小時進公司。想必有不少人的身體都快喫不消了吧。畢竟人類也是一種生物,要適應新環境總得花點時間,這也是很自然的嘛。

這時候不得不依靠的就是每天早上叫你起牀的鬧鐘。鬧鐘還真是一種莫名其妙的白目機器。人家睡得正熟,偏偏在耳邊鈴鈴鈴鈴地大響特響!不然就是嗶嗶嗶嗶地大叫!要是哪個人幹出這種白目行爲,不被揍死纔怪。

我從重考生時代一直到念大學,都是用嗶嗶叫的鬧鐘。重考時住在京都※,常受住在大阪的伯母照顧,這鬧鐘就是那位伯母送我的。「這種電子音是人類耳朵最不想聽到的」——我想,伯母說的這句話堪稱凝聚了所有鬧鐘設計之精髓。反正就是要讓人聽了難受痛苦,才能逼人醒來就對了。「喂,再不快點起來的話,這個討厭的聲音就會一直繼續下去喔!」這是多麼不人道的機器啊。

到底是誰發明了這種惡魔般的機器啊?

#【被喧囂的鈴聲或電子音叫醒真的會令人超不爽!話說回來,用溫柔的鳥鳴或流水聲是叫不醒人的……越火大就越不想起牀——啊!真想能安穩地睡個好覺啊!】

查了一下,看到一位鐘錶匠的名字——寶璣(Abraham Louis Breguet)。一七四七年生於瑞士,一八二三年逝世,曾在巴黎開店。他創造出的優良鐘錶具備自動上鍊、定時叫人、耐衝擊、報時、修正誤差等機能,堪稱藝術品等級。連瑪麗皇后※都向他下訂單,不過因爲從訂作到完成要花上二十年,所以來不及交到這位貴客手中。

一九三〇年俄國(當時爲蘇聯)植物學者B.P.Toknnh發現植物傷口會散發具殺菌作用的揮發物質,取名芬多精,原意是「植物的消滅力」。近年來盛行森林浴對身體好是芬多精所致的說法。雖然發現了很多可以稱爲芬多精的物質,森林浴對身體好這也沒錯,但連發現者也不明瞭兩者間的關聯,故無法證實。

※濃度過高對人體有害

接着就得來想想能超越覺醒檯燈的叫人起牀器了。辦得到嗎?嗯,不試哪知道!

只有光線的刺激能溫柔地將人從深層睡眠

AQUA的新機能稱爲「空氣洗淨」,就是在空氣中放電以製造臭氧,再流入橫置的鼓槽中,利用鼓槽迴轉和空氣流動,得以將平常難以洗淨的鞋子或厚外套等殺菌消臭。後藤兄拿沾染了煙味的襯衫實驗給我們看。這件襯衫臭到連常年吸菸的我聞到都退避三舍,要薰出這種味道真不知要吸上幾百根菸才辦得到,想來真替這件襯衫的原主擔心。然而十五分鐘後,這件襯衫就被洗得毫無煙味。新保兄感動地說:「我真想把劍道用的頭盔拿來洗一洗!」說得沒錯,這的確堪稱是最想拿去洗卻沒辦法的代表物。

【芬多精是不錯啦,但是花香、味噌湯的香氣,或者充滿費洛蒙的女人香說不定更好。只是這種叫人起牀方式太夢幻,說不定反而讓人更想做夢而不想起來了?】

漫畫《巨人之星》的角色,梶原一騎原作,川崎升繪圖。爲了培養長子成爲職棒選手,有時對他進行殘酷的特訓,有時還加入敵對陣營來對抗他。之所以如此嚴厲教育兒子,歸根結柢還是出於愛。

我一面抄着筆記,心裏有很深的感觸。不該在規定好的時間把人叫起牀,而是應該讓人恢復原本的生命週期纔對。只做個一兩次效果雖然很薄弱,然而就像盪鞦韆,只要持續擺動,擺動幅度就會越來越大,日積月累下去,就連新保兄那樣的人,也總有一天能照着自然的生命週期活下去的。這個構想的規模頓時變大許多。

古希臘的敘事詩人,生歿年不明。《伊里亞德》描述特洛依戰爭,《奧德賽》則描述希臘英雄尤里西斯的冒險故事。但他是否爲作者、是否真有其人都還有爭議。Smyrna(即土耳其的伊士麥)、羅德島、色雷斯的科羅豐、塞浦路斯的薩拉米斯、基俄斯、阿爾哥斯、雅典七個城市都宣稱是荷馬的出生地。

穿過自琵琶湖向南流出的瀨田川,我們來到三洋電機※的廣大光廠。聽說該公司發售了「用空氣洗衣服的洗衣機」,我與編輯新保兄連上刀山下油鍋都顧不得,就直接搭新幹線衝過去。

啊,這個點子能否掀起風潮,全都得仰賴「遠距離腦波測定機」能否開發成功。這方面的相關研究人員,萬事拜託了!我全都靠你們啦!

※《快獸布斯卡》

※多樣性

冷靜下來想想。從前有個叫《快默布斯卡》※的節目,裏面有位創造了布斯卡的天才少年屯田大作,他發明過一種獨創的叫人起牀裝置,只要鬧鈴一響,整張牀就會翻轉過來把人摔到地上。我小時候看了很感動,現在想來真是莫名其妙。這類想法就是完全不管人的睡眠階段,反正只要時間到了就用個很強的刺激把人弄醒就好,這類叫人起牀法要絕對嚴禁。

由一個碳酸鈉分子與十個水分子形成的結晶。可在地下挖取到,用來洗淨污垢。自古就用來洗衣服。

真要發生這種事,那可不只是植物異常茂盛,肉食動物紛紛餓死就能了事的。因爲以草食動物和肉食動物的屍體及排泄物爲營養源的細菌也會滅絕,而這些細菌是植物的肥料。這一來植物也會滅絕。生熊系就和人穿的衣服一樣,還是要保持循環纔行。

機械式鐘錶需要有齒輪等以固定速度迴轉的「脫進裝置」。而此物的發源地,根據百科全書的說法是:「一說來自八世的中國,但也可能來自十三世紀歐洲。」若這「可能」爲真,本文中的修道士就不可能有時鐘了。本文記述是參考網頁「TOKEI ZANMA時計三昧」。

氧氣雖是我們生存不可或缺之物,但濃度超過百分之五十,就會引起肺炎、肺水腫及神經障礙等症狀。正如同「酒爲百藥之長」,飲酒過量也對人體不好。凡事都應求中庸之道。

基於這點,體內生物時鐘每天早上都會校正,以配合外界時間來進行生命活動。而活用這個道理,就能讓人很舒服地自然醒來。這就是小山老師所開發的「生命週期覺醒檯燈ASSA」,也有吊燈型。

那麼,這「睡眠變淺的瞬間」到底發生頻率如何呢?根據《人類的容許界限手冊》(岡邦博等着/朝倉書店出版)記載的三個例子,綜合其數據來看,人類在就寢三小時左右,會達到最深的睡眠第四階段,如此反覆二~三次,之後則是反覆地進行三十~四十分鐘的第二階段,以及二十分鐘的快速眼動睡眠。快速眼動睡眠的睡眠深度大約等同於第一階段的睡眠。也就是說,在我們睡眠的後半段,每小時就有二十分鐘的機會可以叫醒。

※消臭效果

具體而言,就是這檯燈能在三十分鐘內重現「從天際發白到旭日東昇」的明亮變化。人腦若處於深層睡眠狀態,這檯燈就能把人從深層睡眠漸漸誘導至淺層睡眠。雖然最後還是有鈴聲響起,不過那純粹只是報時而已。此時就算使用者尚未醒來,也已經是處於淺層睡眠階段,所以不會被吵得很難受。

在松下電器時研究人類生活環境,參與按摩器及血壓計的開發。因爲善於讀取睡眠時的腦波資料,被學長找來接手研究照明。其成果就是本文中的叫醒人裝置。

臭氧是由三個氧原子結合形成的分子。通常氧氣的分子是由兩個氧原子形成,但臭氧有三個,所以很容易把一個氧原子丟出分子外,而這放出來的單個氧原子就形成自由基,很容易與其他物質發生化學反應,就像雙氧水比普通的水分子多了一個氧原子一樣,兩者都具有殺菌和消臭效果※。借臭氧殺菌消臭的技術已經廣泛運用於醫院、淨水場以及計程車內等地方。

少年發明狂屯田大作給蜥蜴喫了名爲「特製黑鯛」的藥後所產生的怪獸。一開始體型很小,卻說「給我喫三十碗拉麪就會長大」,大作真這麼做了,它就巨大化變成身高2公尺的怪獸。平常只有小六生的智力,但據說只要把頭上王冠用熱水等等加溫,就會有大學生以上的智力。可是不論小六生或大學生都有許多種,這樣到底是笨還是聰明?

當然,要測定腦波,就得在人頭上裝一大堆電極纔行。想要舒服醒來,卻搞得連睡都睡不好的話,那就甭談了。但腦波是在頭的表面測得的神經電壓變動,電壓發生變化,應該就會產生電波,雖然可能非常微弱,但若是用極其靈敏的天線,應該還是可以在遠距狀態下偵測到腦波吧。

加以柔和刺激……

公元九六六年,有位修道士(後來還當上羅馬教皇※)爲了讓人們知道祈禱的時刻,利用秤錘的重力轉動齒輪,作成能定時敲鐘的裝置。當然這也可以把人叫醒,就「能在預設時刻發出聲響」這一點來說,和鬧鐘是一模一樣的。啥?意思是說,機械齒輪式鐘錶※在誕生之際就已經是「鬧鐘」了?

聲音真的是最適合把人叫醒的手段嗎?如果只是因爲「發出聲響是最容易做到的」就沿用下去,那也太可惜了。人類除了聽覺之外還有視覺、觸覺、味覺、嗅覺等各種感官知覺啊。要是能利用這些的話,能不能製造出讓人舒服醒來的鬧鐘呢?

臭味的來源是含碳與氮的有機化合物。臭氧對其有強烈反應性,可將之分解。

首先是「晾乾」。雖然現在已經有熱風乾燥的乾衣機了,但還是有人堅持「不靠太陽曬衣服※就不算晾乾」。但是,要機器做到這點實在相當困難。洗過的衣物在脫水完畢後,是含着大量水份緊緊絞纏在一起的。而這股結合力可不能小看,光拉扯是沒法兒解開的。要先找到容易解開的地方,然後啪地一下把皺摺拉平,再用合適的器具把衣物掛到曬衣竿上,萬一天氣不好就只好掛在室內陰乾了。晾乾後還得趕快收下來。萬一突然下起暴雨、或颳起大風、過上沙塵暴等非常情況,就算衣物都還沒幹也得趕緊收進來。所以洗晾衣物是一件需要高度判斷力和技術才能做到的工作,對機器來說太困難了。如果是遙遠的未來那另當別論,目前我們還是靠熱風乾燥就很滿足了。

※裝了輪子會跑的鬧鐘

※三洋電機

瑪麗安東涅特(一七五五~九三),奧地利女王瑪麗亞的十一女,一七七〇年嫁給法國皇太子,皇太子即位爲路易十六後她也當上皇后,過着奢華的日子。八九年爆發法國大革命,九三年被推上斷頭臺。在《凡爾賽玫瑰》(舊譯《玉女英豪》)中扮演重要角色。

【這是展示內部構造用的模型。我正在聽單位主管後藤修二先生講解。我左手邊的就是臭氧發生裝置。在此產生的臭氧可用來殺菌消臭,最後還能把水淨化,以利重新使用。】

星一徹的長女。經常躲在一旁偷看父親對弟弟嚴厲特訓,默默流淚,除了溫柔地勉勵弟弟,也不忘記讓他理解父親的愛,好讓弟弟星飛雄馬能再度站起來大喊:「爸爸!找要努力!」

※小山惠美助理教授

屬於位在大腦下方間腦的一部份,與激素、自主神經系統等保持體內環境之「恆定性」(homeostasis)密切相關。

據小山老師說,能這樣叫醒人的方式只有「光」。因爲像聽覺等其他感官,就算慢慢增強刺激,也得刺激強到某個「閾值」的瞬間,人才會像打開開關般有感覺,所以就會變成「把人從深層睡眠突然叫醒」的結果。然而只有對「光」,其刺激強度與反應可以畫出一條平滑的曲線,所以只有慢慢提高亮度,纔不會強迫人突然醒來。

我們在車上先做了預習,這部洗衣機的賣點之一是省水,不止洗衣時省水,連乾燥時也會省水。就連蒸汽乾燥的機能也省……咦?用水和蒸汽乾燥?這部謎團重重的新型洗衣機名叫「AQUA※」。

「空氣洗淨」都能洗得乾乾淨淨!

回顧歷史,想像一下,打從那種會當當響的古老時鐘開始,就代表「能定時發出聲響的時鐘」其實並不是什麼特別的東西吧。之所以會變成用來把人吵醒的道具,也只是因應人們的需要,把時鐘做成「能在你希望的時刻發出聲音」的商品而已。

※芬多精

我仔細分析了S兄老爸的理論,便冒出了以下的想法。人吐氣時,體內纔剛剛獲得氧氣,因此腦的活動較旺盛,所以處於比較容易醒來的狀態……話雖如此,因爲尚未得到驗證也不能斷定,但總之我是很舒服地醒了,這點是事實。

夢想中的全自動洗衣機,

節約用水也是臭氧機的一大機能。用水洗衣時,AQUA會分成三階段進行:①加入洗潔劑,開始洗滌。②第一次清洗。③第二次清洗。其中在②會使用20公升新加的水,在③的階段則新加30公升的水,但是在③階段所用的水會流回水箱,經過臭氧殺菌消臭後,再流回①的階段重新使用。雖然也許有人會對這種再利用的水心生抗拒,可是平常也有許多人拿用過的洗澡水來洗衣服,而AQUA經過臭氧處理的水可是比用過的洗澡水要乾淨得多了。所以像這樣洗一次衣服只要用50公升的水就夠了,它的用水量,僅有該公司八年前發售堪稱「業界最省水的洗衣機」的四分之一。而且臭氧處理過的水還能防止洗衣槽發黴。

但是相對的,洗衣服的專用道具,則是很晚很晚纔出現的。例如令人發思古之幽情的洗衣板,其實是十九世紀纔在歐洲出現。也就是說,人類自史上第一次有洗衣紀錄以來,三千六百多年內幾乎都是用手、腳或棒槌等方式洗衣服的。

針對這個問題,小山老師的回答是:「像這種生物時鐘已經完全混亂的人,應該尋求別的方法,將治療重點放在持之以恆地調回正常的生命週期纔對。」

就連沾上煙臭味的襯衫,

令人注目的是,寶璣被稱爲「讓時鐘的歷史進步了兩百年之人」。從現在起倒算兩百年也不過是一八〇七年,當時應該正逢寶璣的全盛期。要不是他讓時鐘進步了兩百年,現在的人就不必每天早上被討厭的鬧鐘吵醒了啊!

※明子姐姐

似乎是麻省理工學院學生的發明。在網路上查了一下,名叫「落跑鬧鐘Clocky」,可郵購,一臺約49.99美元。

第4考 洗衣機

不光是洗衣服,還能晾乾疊好、甚至熨燙衣服都能做到的全自動洗衣機,我們就來試着找出實現的可能性吧。

※下視丘

※腦幹

可是無論再怎麼宏觀,梅雨終究還是令人厭煩。最重要的一個原因,就是洗好的衣服都晾不幹。把穿的衣服脫下洗了晾乾再疊好以便再穿用,這整個循環過程全卡在「晾乾」這個階段,就此停擺。以生態系比喻的話,就好比草食動物突然全面滅絕※所帶來的危機一般。結果就是屋子裏半乾不溼的衣服堆積如山,而衣櫥中卻是空空如也的尷尬狀況。

可是就算沒有梅雨季,其實光洗衣服這件事,本身就有許多問題啊。首先來看看問題所在吧。要洗衣、晾乾、摺疊衣物、有時候還要用熨斗熨燙過,老實說,這工程還真是煩瑣啊。筆者在婚前也是自己洗衣服的,可是連晾也懶得晾,更別提還要折衣服了,就把洗好的衣服全部往衣架或是某種裝了許多曬衣夾的不知名器具(命名爲)上一掛了事,等幹了就連同衣架和物體一起掛到壁櫥的橫架上,要穿的時候直接拿下來穿就好。當然,熨斗這種東西對我來說根本如同來自異國的奇珍異寶一般,連看都沒看過啦。世上雖然推出過無數次號稱「全自動」的洗衣機,可是你們好歹連衣服也幫忙折吧,真要我講的話,最好連熨燙也順便一起做了,這才配稱爲「全自動」嘛。

一九四七年創設「三洋電機制作所」,當時以製造腳踏車頭燈起家。五三年首度在日本發售噴流式洗衣機。二〇〇二年在興建大規模太陽能發電設施「Solar Ark」等「ThinkGAIA」的構想下,對能源問題展開積極研究。

我正這麼想着,一旁的編輯新保兄問道:「像我這種常常一睡就睡到中午,就算天色大亮也照睡不誤的人,只用光照一照叫得醒嗎?」

連接大腦與脊髓的各腦部之總稱,包括間腦、中腦、橋腦、延髓等,但有時不包括間腦。其構造與機能在所有脊椎動物來說幾乎都相同。掌管維持生命的呼吸、心跳、肌肉運動等基本活動。

原來如此。在耳邊突然發出很大聲響,的確能把人吵醒,然而就算用慢慢提高音量這種高雅的方式,被吵醒的感覺還是會像突然被潑了桶冷水一樣。像是被人從耳朵裏灌水叫醒,當然會很痛苦啦。與其被星一徹※老爹那種方式叫起牀,我當然比較希望能被溫柔的明子姐姐※叫起來呀。

※星一徹

日本第一部國產洗衣機,在銀行員起薪

只有七十圓的時代,就要賣三百七十圓!

雖說臭氧好像三頭六臂無所不能,但一面聽後藤兄解說,其實有件事我還是很在意。臭氧也和許多其他物質一樣,濃度過高對人體是有害※的。所以我便詢問關於各階段的臭氧濃度。剛產生時濃度不到0.5ppm,而在運轉中的鼓槽內則升高至10~20ppm,排氣時則降至0.01~0.02ppm。所謂ppm就是百萬分之一,平常在森林中或瀑布下的臭氧濃度也有0.03ppm。臭氧濃度要高於0.2ppm纔會對人體有害,所以只要別在運轉時把頭伸進鼓槽就不要緊了。當然,洗衣機運轉時艙門是鎖緊的,而且運轉後半段就會停止產生臭氧,等到打開艙門時,臭氧已經降到安全濃度以下了。

想要超越前人,就得從前人的成就學起。人類的睡眠可分爲「腦的睡眠」(非快速眼動睡眠)和「身體的睡眠」(快速眼動睡眠),而非快速眼動睡眠,又可依照深淺區分爲四個階段。聲音會將人從深層睡眠一口氣拉到淺層睡眠,所以被聲音叫醒是很不舒服的。光線則叮以慢慢使睡眠變淺,所以不會像聲音那麼可怕。以上就是小山老師所說關於叫醒人的要點。

※荷馬

※天然蘇打

那,爲何干燥衣物要用到水呢?後藤兄一句話就解開謎底了。「用來冷卻水蒸氣。」原來如此。因爲熱風吹乾溼的衣物時會產生水蒸氣,把水蒸氣冷卻下來變回水,再排出機體外,衣物也就幹了。而冷卻的水則是利用前述第③階段的臭氧水,因爲完成任務後它們還可以回收到水槽備用,所以乾燥也不會浪費水。此外,用蒸汽乾燥可以讓蒸汽通過衣服把皺摺拉平,並有防止產生靜電的效果。

※S兄

那又該怎麼辦呢?要任睡眠慢慢變淺,除了光以外,大概很難有其他方法吧。但是,睡眠也是一種波動,睡眠中會反覆進行快速眼動睡眠和非快速眼動睡眠,而後者的睡眠深度也會反覆變動。那麼,測定人的腦波,然後在睡眠變淺的一瞬間給予柔和的刺激,這樣如何?

日本第一部國產洗衣機是一九三〇年芝浦製作所(現在的東芝)推出的「天空」。這部攪拌式洗衣機的圓筒形洗衣槽裏有四片扇葉來回運動。當時銀行員的起薪也不過才七十圓,而這部洗衣機價格竟高達三百七十圓!以現在的物價來說,相當於一百萬圓以上的超昂貴奢侈品。

※後來還當上羅馬教皇

我最初打算考京都大學,以爲一定考得上,所以借住公寓裏,結果落榜。無可奈何就在京大附近過了一年重考生活。

二〇〇六年二月發表。如本文所介紹的具備多功能,售價二十六萬兩千五百圓頗貴,但因有省水機能,長遠來看還是值得。

根據百科全書記載,早在公元前一八〇〇年的古埃及壁畫上,就有畫着人在石頭上用棒子捶打衣物洗滌的模樣,而且已經開始使用天然蘇打※作爲洗潔劑了。在公元前八世紀的古希臘,詩人荷馬※也在《奧德賽》中,描述他見到勤勉少女們踩踏衣物以清洗之的情景。早在公元前六世紀,希臘就已經有了專業的洗衣店。而在日本,雖然從平安時代就已經使用火熨斗來暖和鋪蓋,卻一直到江戶時期纔開始使用熨斗熨燙衣物。歐洲人則是到十六世紀纔開始出現熨斗這種東西。也就是說,不只是洗衣服這件事,就連洗潔劑、洗滌方式和熨斗等要素,都是很早以前就已經齊備了。

問題就在於該給予何種刺激纔好?雖然已經證明了光最適合,但還是希望能想出別的方法。回想起來,我高中時曾有一次很舒服醒來的經驗。S兄※到借宿處找我時,剛好在睡午覺。他有急事,於是就騎坐在我胸口上。那種被叫醒的感覺就像是從污濁的塵世轉生到極樂淨土一般,醒得非常爽快。S兄的老爸是醫生,曾經教過他:「人在吐氣的時候用力壓他的胸膛,他就會很舒服地醒來。」

人類是反覆在睡眠與覺醒的波動中活下來的。一千年前的人配合大自然的律動作息,所以這種波動也是動態調節的。然而只要看衛星空拍照片就知道,現在的人類在夜間也照樣活動,夜晚變得燈火通明,所以許多人的波動振幅也越來越小。若是能調整回原有的正常狀態,一定對健康大有助益,這纔是當初開發覺醒檯燈的動機所在。

※左甚五郎

要再現S兄那種極樂的叫人起牀方式,就在快速眼動睡眠的二十分鐘內,配合呼吸的鬆緊度,用被子綁住胸部睡覺就行了。若我的理論正確,在吸氣瞬間將氧氣吹向臉部,應該也有相同效果。如果同時還散佈有森林浴效果的芬多精※(Pythoncidere),說不定能享受到人世間前所未有的愉快早晨喔!雖說「怎麼樣被叫起來最舒服」這件事是因人而異,但如果能商品化,還可以因應顧客需求加裝各種額外機能,這一來可會讓全國人民歡喜到熱淚盈眶吧。

【最近附烘乾功能的洗衣機也越來越受歡迎了,有了這個的話就不必一件一件拿出來晾乾,統統交給機器去做就好。但遇是沒辦法把乾衣服曡起來收好。科學如此發達的時代卻做不到這一點,不是很莫名其妙嗎?】

其後不知過了幾度星霜,隨着電子工程學發達,不但出現「不快點關掉聲音會越來越大」,還有「就算關掉也會繼續響下去」,以及「裝了輪子會跑,想關掉還得先抓住它」※的鬧鐘。然而,雖然技術不斷進步,唯一毫無改變的一點就是「用聲音把人吵醒」。

西爾維斯特二世(Sylvester Ⅱ),公元九九九~一〇〇三年在位。大概都在忙關於千禧年的事吧。附帶一提,影星席維斯史特龍的名字就來自此人,可能史特龍的老爸很敬愛他吧。

※AQUA

搭乘地鐵來到京都北方市郊,山中一片煙雨濛濛,想來就是這樣的雨景,讓小野小町嘆息,讓在北山種植杉木的川端康成寫下了《古都》吧。一面沉浸於這些和正題無關的感慨中,我們來到京都工藝纖維大學的入口。工藝科學研究系設計經營工學組的小山惠美助理教授※,在還是松下電氣公司的研究員時代曾開發出劃時代的「把人叫醒」裝置,而且在一九九七年商品化。

小山老師的着眼點就在於「光」。生物體內都有能調節生命活動週期的「生物時鐘」。之所以晚上會想睡,或者母雞孵蛋一定剛好孵二十一天,都是受這生物時鐘控制。然而每個人的生物時鐘之「一天」週期都有差異,而且,一般說來,都比二十四小時還稍長一些。因此如果放着不管,外界的時間和體內的生物時鐘就會差距越來越大。爲了防止此一情況,每天早上當光線照入眼中,腦的的下視丘※及腦幹※等中樞神經系統就會開始作用,調快體內的生物時鐘,讓身體醒來。

誘導至淺層睡眠……

測定腦波,在睡眠變淺的瞬間

※草食動物突然全面滅絕

但要是給從前的人聽到這番話,一定會罵這是「懶到該遭天譴」的願望吧。因爲在還沒發明洗衣機之前,人們只能每天每天都用盆子和洗衣板洗衣服。說來我們人類,究竟是如何拼湊出這一套繁複的作業順序呢?

除了本文所提之外,還有水流洗衣的「噴流式」。三洋電機一九五三年推出噴流式洗衣機,當時的評論家大宅壯一聲稱這是「電化元年」。本書在日本初版是二〇〇七年,豈不就是電化五十四年?

雕刻家,代表作日光東照官的「睡貓」。根據《世界人物逸話大事典》(角川書店),生於一五九四,逝於一六三五或五一或六五年,衆說紛紜。出身地也有播磨國明石、紀伊國根來、贊岐國高松等各家說法(其實也不過三家而已)。姓伊丹,號宗惠。因是左撇子而得「左」的稱號,也有一說是沒有右手。生平記事錯亂至斯,唯獨出生年份一清二楚,真不可思議。

二戰之後,各家廠商的新產品如怒濤拍岸般接連推出。令人驚訝的是,在洗衣槽內用螺旋槳般的扇葉(正確名稱是pulsator)造成漩渦來洗滌衣服的設計,是日本洗衣機獨有的發明。歐洲的洗衣機是橫向迴轉的鼓槽式洗衣槽,美國則是以攪拌式爲主流。從這種多樣性※看來,表示洗衣機這東西還隱藏着不少尚未發掘出來的可能性。可能的話,真想要有名副其實的全自動洗衣機啊!

不但能把衣服疊好放進衣櫃裏,運可以防盜?

不,仔細想想,寶璣只是很會「製造」鐘錶而已,並不像木工的祖師爺左甚五郎※是個發明家,說不定是其他人「發明」的。進一步調查下去,雖然沒能找到是誰發明鬧鐘的資料,不過倒是明白了機械齒輪式鐘錶的由來。

不過呢,只要越過一堵高牆,馬上就會進步得很快,這也是世上常見的事。一八五〇年出現了手動洗衣機,而在一八六一年出現了用引擎驅動的洗衣機,一九〇〇年美國發明瞭電動洗衣機。而在一九二〇年代,終於出現了連脫水都能自動進行的洗衣機。真是奇蹟般的七十個年頭啊。原來人類老早在二十世紀初就開始出現「洗衣板啊,好懷念呀」之類的感嘆了。

日本除了北海道,全國各地都有梅雨季。每天不停下雨,雖然令人很想咒罵,但梅雨可是東亞獨特的現象,全年降雨量有三分之一都集中在這時期。所以要是沒有梅雨的話,水稻種不活了,故鄉的山明水秀沒了,而住在這小島上的一億三千萬人也都活不下去了。

※重考時住在京都

洗淨機企劃主持人後藤修二先生,從三洋電機的歷史開始講解。該公司從創業以來就在琵琶湖畔設立工廠,所以節約用水向來是該公司的一大課題,也因而生出兩個新構想。一是不用水,另一個是把水回收再利用。而同時實現這兩者的方法就是利用臭氧。

【「生命週期覺醒檯燈ASSA」的亮度會慢慢增強,模擬從黎明到天亮的過程,以引導人自然醒來。雖然也有鬧鈴,但只是用來確認時刻。售價爲三萬六百六十圓。】

※瑪麗皇后

最後我們問了一下,「發明這項新產品的動機是什麼?」後藤兄說:「只是想讓顧客高興而已,就這樣。我們還在想,將來能不能製造出連衣服都能摺好的洗衣機呢!」什麼?我這種懶鬼想要的功能,這些最先進的研究人員也已經想到了?技術人員永無止盡的探究之心彷彿洗滌了我們的心靈,琵琶湖畔的一日遊就這樣結束了。

※機械齒翰式鐘錶

園田定彥。高中畢業後只見過一次面。現在是很健康的醫技人員。

接下來是「摺疊衣物」。其實這項工作並不那麼困難,只是必須盯着看。拿起衣服,先揪住可以揪的部位,然後對齊疊合,還要折出棱角,有時還得把衣物翻過來。這的確需要高度技術,如果要機械臂針對未經事先判斷的衣物一件一件這樣折,那是不可能的。但如果是在同一個家庭,翻來覆去固定要洗的就那幾件衣服的話,倒是有個解決方法。

首先,要在所有衣物都先埋入某種識別晶片,加以標示。然後在衣服上要揪住的位置也埋入晶片。接下來,讓機械臂進入被動模式,再靠人握住機械臂,拉着它疊一次衣服。如此一來,這個動作會被電腦記錄下來而程式化,變成機械的記憶,然後下一次機械臂就會重現摺疊這件衣服的動作了。首先從堆積如山的乾衣物裏隨意取出一件,經由識別晶片確認「這件是爸爸〇五年六月購入的襯衫」,機械臂就會根據晶片指引揪住襯衫兩邊肩膀的部份,輕飄飄地攤開,再經由後襟的晶片指引而固定之,再根據背部晶片把襯衫上下拉直,然後固定前襟的晶片,把下襬的晶片和背部前端的晶片疊合在一起,再把袖口的晶片拉到正確位置。同時再用裝有細長金屬棒的機械臂把衣服掛上,折出棱角後再抽掉細金屬棒。連這都做得到的話,那要熨燙衣服也是輕而易舉了。也就是說,只要藉由人手把這件衣物摺疊、熨燙一次,之後這件衣服就可以一輩子都交給機械臂負責啦!真是太完美了!

我趕快把這主意講給我老婆※聽,然而她卻說:「能不能連收進衣櫃都包辦?」太奢侈了吧你?不過仔細一想,這可是洗衣服工程裏最重要的一步。爲了求全起見,我還去問了我小姨子※,她也認爲要做到這一步才能真正省事。既然這是顧客的要求,那也沒法子了,就來想想連收進衣櫃都能做好的完美全自動洗衣機吧!

在大醫院裏有種機械,可以把病歷表等物品從櫃檯運到診療室:把東西放進箱子裏,再沿着鋪設在天花板上的軌道運送。就拿這個來應用一下吧。

機械臂把衣物摺好後,再將之交給搬運用機械臂,沿着天花板的軌道搬運。機械臂會沿着軌道在全家的衣櫃上巡迴一遍。每個人的衣櫃都得改裝成縱長箱型,將各種衣物分門別類地橫排成一行行的直列,而且每行都要加裝晶片。只要搬運用機械臂一靠近,相同晶片的那格衣櫃上方艙蓋就會自動打開,然後機械臂就可以把摺好的衣物放進去。

看起來花費相當大,但只要出門前把衣物都丟給這機器洗,一回家就會看到衣物都已經摺得整整齊齊放在衣櫃中。對家庭主婦來說,這簡直是比遇上白馬王子更令人欣喜若狂的好東西啊!

【完全自動化就會變成這樣。雖然非常輕鬆方便,不過家中可就不得安寧了。對啦!乾脆就讓洗衣機兼具衣櫃的收藏機能,不就行了嗎?】

實際上,因爲有機械臂在家裏移來移去的,這種東西當然只能在家中無人時使用啦。如此一來,這機器還可以有防盜機能!因爲搬運用機械臂會在全家繞來繞去,只要它發現沒配帶識別晶片的人形物體在家中出現,就可以立刻通報警方!照這趨勢發展下去,就可以發展出全自動家事機器人了。我感覺這玩意兒有可能大賣特賣,真是太厲害啦!

※靠太陽曬衣服

優點之一是紫外線可以殺菌。不過目前溫風乾燥機也都裝設了紫外線燈。

※我老婆

是三個孩子的媽,每天都要與大量待洗衣物奮鬥。

※我小姨子

也是三個孩子的媽,所以也是每天都要與大量待洗衣物奮鬥。與我同一天生日。

第5考 冷氣

世界上第一部冷凍機在一八三四年發明;

冷氣機卻得六十八年後纔出現!

盛暑的夏日像要把人煮熟一般,全身汗流浹背,還會被柏油路面的反射熱燒灼全身。在這種時候去喫茶店,彷彿進到都會里的綠洲似的。

一進店內,不僅門上風鈴發出的聲響令人心生涼爽之意,更重要的是進入了冷氣的大海。拿起店員送上的冰涼溼毛巾,從臉開始,沿着下巴、脖子,把能擦的地方全都抹個乾淨。這可是化了妝的女性辦不到的絕招,在那瞬間,不由得爲自己生爲男兒身而感到可喜可賀。我一面用冰咖啡冷卻體內的火熱,一面發呆般地想着。嗯,冷氣機真是科學的結晶啊。到底是誰發明的呢?這個世界有科學存在真是太好了。真想就這麼一直待在冷氣房裏……

但這是不行的。因爲冷氣的特徵之一,就是長時間吹的話不只會受涼,還會有一股獨特的倦怠感襲來,可以說是冷氣病的初期症狀吧。尤其好不容易冷卻下來的身體在倦怠的折磨下再度走向灼熱的室外,那種感覺更是說不出地難受。

※珀耳帖效應

二〇〇六年戰隊特攝劇《轟轟戰隊·冒險者》的巨大機器人(譯註)。

這趟沒有溫泉的草津之旅,讓我見識到技術人員的熾熱靈魂,以及責任編輯對自己的評價。

它的構想和技術又是什麼?

當我把它從箱子裏拿出來,打開開關,家裏孩子們一陣騷動,興奮不已。它一靠近就嚇得趕快逃開,它一走遠了又趕快追上去。五歲大的老三還說「不要妨礙小倫巴」,所以就開始收拾他散落了一地的冒險者機器人※玩具。這臺機器人吸塵器竟然還能讓人動手整理房間,真是太令人驚訝了。話雖如此,我並不是花錢買的,而是從代理商Sales On Demand公司借來的。我們向該公司說想去拜訪,他們便回應要出借倫巴,讓它在我們家實際表現一下。

更進一步,還可以冷卻整棟建築。無論是牆壁或天花板,統統都埋入熱交換器,不就更好了嗎?但這麼一來電費可就是大問題了。草原或森林中吹的風之所以涼爽,是因爲植物會從葉片氣孔蒸散水份,因而會從空氣中吸收熱最。水也是一種氣化熱很大的物質。那麼用吸水性材來質覆蓋屋頂又如何呢?下雨時會吸收雨水,在晴天裏水分蒸發。這個氣化熱可以使屋頂冷卻、天花板冷卻,室內也會跟着變涼,不是嗎?

身高18公尺,體重20公噸,體內有光子力引擎、關節驅動器、原子光熱線發生裝置、金剛火焰發生裝置、金剛飛拳用引擎、氣體硫酸用強酸及送風機、金剛飛彈等裝置。

在回程車上,新保兄感嘆道:「看到他們工作的樣子,真的覺得我們很混。」……說「我們」,是連我也一起算進去了嗎?

※吸塵頭

當時電視轉播摔角時,在主秀開始之前,都會播出裁判或播報員用「風神」清掃擂臺的畫面。馬場與豬木當時也都還很健康。

如果這招有效,那就用相同的材質覆蓋所有的建築物和道路吧。爲了不要讓人的腳和車輛陷入地裏,最好能開發出吸水性超強卻極爲堅硬的材質。還可以將建築物的壁面用吸水性材質與普通水泥做成輸送帶形式,表裏交替地進行溫度調節。若是完成了這個系統,盛暑的大都會也能吹起草原的微風……

【既然地板暖氣可以讓人感覺暖意從腳底而上,那讓冷房也再現這種感覺,不是很舒適嗎?天花板冷氣能讓冷空氣自然從上方降下。松下電器的各位仁兄,請趕快去開發吧!】

吸塵器前端T字型的吸入口。

冷氣的原理是利用冷媒在蒸發時會從周圍吸收熱量,而進行此一過程的部份就叫「熱交換器」。從吸氣口吸入空氣後,在熱交換器中冷卻,再從排氣口送出。重新檢討這整個過程,或是找到更強力的冷媒,尋求理想的冷氣機之道應該就在其中了。

※從房裏掃到庭院中

之後,吸塵器又經過小型化、改用紙袋、減低噪音、在吸塵頭上加裝用子母馬達帶動的滾動刷頭、加裝灰塵感測器、不用電線、用離心力把空氣與灰塵分離的旋風式機種等細節上的改進,才終於演變到目前這種形式。

※氟氯碳化物

※不到5公釐

一切的根基都來自於松下所重視的「通用設計」(Universal Design)。家電的一大特徵就是使用者從老到小,各種人都包括在內;這與只有熟練的人才能使用的發電機或起重機等等是大不相同的。基於這點,一定要製造出任何消費者都能夠簡單使用的產品纔行。舉例而書,遙控器的按鈕要做得越大越明顯越好,所有制品都不要有棱有角等等。在這個通用設計思想的大前提下,一定要站上踏臺才能進行的「清潔冷氣機濾網」一事,就變成有待解決的重大事項。

那麼,改變冷氣機的構造如何呢?目前的冷氣機是藉由風扇,將熱交換器冷卻的空氣送出。也就是說,噴流出冷空氣以和原本充滿室內的熱空氣互相攪拌。這樣一來,室內溫度當然會很不穩定。而且溫度調節也只能根據冷氣口吸入的空氣測定,所以室內人的感受當然會與機器測得的室溫不一致。

麻省理工學院研究者創設的機器人公司,開發產品包括軍用偵察機器人、反恐拆彈機器人、美國太空總署(NASA)的宇宙探險機器人等。小倫巴也應用了這些技術。

另一個理由是來自消費者的期望。以問卷調查「想要什麼樣的冷氣機」,結果第一名讓大家都跌破眼鏡,竟然是「會自動清掃內部」的冷氣機。濾網污垢不只會發臭、發黴,還會使冷房效能低落,白白消耗許多電力。更令人喫驚的是,如果冷氣機要保持剛買來的性能,就至少每兩週得清潔一次濾網!可是根據調查結果,只有極少數顧客認真實行這件事,而事實上高達百分之九十二的顧客都只有形式上清一下濾網而已。就這樣,技術部門接到了「開發自動清潔型冷氣機」的指令。因爲是「大家家裏都愛用」※的松下電器,所以具備了吸塵器的技術,當然也有冷氣機技術。但要把這兩者合而爲一,剛開始聽到時還真沒想到有辦法實現。

衆所周知的「國際牌」。一九一八年由23歲的松下幸之助創設,當初名爲松下電器製作所。

「未來」終於來到我家了。一個直徑34公分,高約8.7公分的圓盤,重量2.9公斤。這小小身軀在房間裏縱橫來回地走動,並且還努力掃地呢。掃除完畢之後,電池也快沒電了,它還會自己走回充電基座。這是由美國iRobot公司※所開發的自動掃除機「倫巴」(Roomba)。

雖然聽起來很超現實,但據說松下的安田兄也曾夢想過要發明嶄新的冷氣機。用兩種不同金屬做成環狀封閉迴路,然後通電,在導線銜接的兩端會有一端溫度上升,而另一端溫度下降,這種現象稱爲珀耳帖(Peltier)效應※,只不過要運用在冷氣機上,冷卻力還嫌太弱了。

採訪松下電器時我也曾詢問:「若是能發現比氟氯碳化物或R410A的氣化熱還要大的新物質,是否就能讓冷氣機有飛躍性的進步?」開發團隊領導者安田兄就說:「正是!那樣的話,室外機有可能縮到這般大小呢。」他一面雙目生輝,一面比劃出約面紙盒的尺寸。由此說法研判,室外機會佔去陽臺空間也是當前冷氣機的一大問題。而從安田兄的反應看來,這羣專家也正專心致力於解決這項課題。

吹下冷風的「天花板冷氣」如何?

【要設定在剛剛好的溫度實在很困難。話說回來,這個溫度設定到底是以室內的哪一部份爲基準啊?冷氣機的溫度感測器不就只能感測到冷氣機周圍的溫度而已嗎?問題還真多。】

人類歷史上第一部冷凍機是一八三四年由英國的巴金斯(Jacob Perkins)所製造的,以乙醚爲冷媒。其後的冷凍機雖然改用氨(即阿摩尼亞)作爲冷媒等等,陸續有了各種發展,然而一直要等到一九〇二年,才終於將這原理應用製造出冷氣機。發明者爲開利(Willis H.Carrier),他也被稱爲冷氣之父。從冷凍機發展出冷氣機,足足花了六十八年。因爲我們是知道冷氣機的現代人,所以會覺得「冷藏庫向整個房間打開就可以變成冷氣了※」,可是在當時「用機器的力量使夏天變得涼爽」的構想,應該是大多數人連想都想不到的事情吧。

※「冒險者」機器人

※附加的紅外線發射器

1個碳接4個氫是甲烷,3個碳連成一列、接滿8個氫則是丙烷。只要把部份或全部的氫換成氟或氯就成了氟氯碳化物。這並非單一物質的名稱,而是一羣物質的總稱。氟氯碳化物會破壞臭氧層是因爲臭氧分子由3個氧原子組成,氟氯碳化物受紫外線照射時氯會遊離跑掉,這個遊離的氯離子會從臭氧奪去一個氧原子,形成一氧化氯,臭氧就變成普通的氧了;而這個氧化氯又會把氧丟給另一個臭氧分子,變成兩個氧分子;遊離的氯離子又會去找下一個臭氧分子。如此連鎖反應,一點點氟氯碳化物就足以破壞大量的臭氧層了。

因爲小倫巴的清掃方式非常確實、毫不偷懶,所以相當花時間。根據它在我們家工作的情形來看,清掃一間三坪大小的房間,大約需要十五分鐘。但反過來想,這正是因爲它做事很仔細呀。會有人花上十五分鐘用吸塵器打掃三坪大的房間嗎?實際上打開集塵槽一看,它的確吸了相當多灰塵。這是因爲它會從直的、橫的、斜的※各種方向反覆通過同一個地點,纔有此結果。所以有許多人購買小倫巴,不只爲了它全自動的功能,也因爲它清掃效果相當好。

※汗腺及血管都擴張着

這時候,它是靠右前方的感應器確認右邊一直貼着牆壁,然後藉由實踐「在平面的迷宮裏,只要右手或左手摸牆前進,一定可以到達出口」的數學原理而完成任務。多麼聰明的小倫巴啊。

體重35公斤,身高140公分,體內有原子爐、關節驅動器、電腦、視覺感應器、聽覺感應器、觸覺感應器、發聲系統、表情創出裝置、大氣圈飛行用噴射引擎、宇宙飛行用火箭引擎、探照燈、機關槍等裝置。

※松下電器

《水戶黃門》等由松下電器贊助的節目都會放這首廣告歌。東芝爲了對抗也推出「發光發亮的東芝」。我初中時還以爲這兩首是它們公司的社歌,松下與東芝的員工每天朝會都要唱。後來我小姨子嫁給東芝的員工,確認後才知道「沒這回事」。真可惜。

拼命奮鬥後,研發團隊終於設計出以下系統。從冷氣機室內機左側的馬達伸出軟管,相當於吸塵器沒有裝上頭部的吸入部份。而它的頭部縱長與濾網上下相同,寬約5公分。內側是一個能夠上下滑動的吸氣口,側面裝有一塊矽制軟墊,可以擦下濾網上的一行垢,再讓吸氣口吸入。如此不厭其煩地反覆清掃,就算用很安靜的馬達也能充分達到清理效果。吸塵頭每天在冷氣機運轉終止後左右往返,而第二天會把吸氣口高度改變一下,又再度來回清理。

機器人吸塵器的厲害之處,

※新時代

發牢騷也該適可而止,還是來翻翻歷史尋求解決之道吧。先別提電扇或冰柱等等,能夠讓盛暑中的房間變得涼快的夢幻機器,到底是如何誕生的呢?

可取代氟氯碳化物的物質。把甲烷中部份或全部的氫換成氟,由兩種以上物質混合而成。不含氯,所以不會破壞臭氧層。

但是這番話說得可真好。自然風,草原上的微風。我們就按照這個方針來構思一下新的冷氣機吧。

也許有人覺得這樣太窄了,但較大的灰塵都會被前面的滾筒型毛刷處理掉,所以沒問題。

小倫巴具備三種清掃工具。首先是右前方有個逆時針旋轉的長毛刷子。除了可以收集行經路徑的灰塵,還能把牆角的灰塵也掃出來。爲了要自由變換方向,小倫巴本體設計成圓形,但是有了這把刷子,就能把方形房間的牆角掃乾淨。其次是底部中間有兩道前後平行的滾筒型毛刷,前面的毛刷是橡膠制,附有皺摺軟毛;後面則是化學纖維的硬毛。前後兩個滾筒以相反的方向轉動,就能把灰塵捲入收集起來。第三個則在最後方的吸入口,原理與一般吸塵器相同,但是開口極窄而長,前後寬度不到5公釐※。小倫巴雖然沒有裝上強力馬達,可是因爲吸口很窄,所以空氣進入的流速很快,於是吸力變得很強。小倫巴的輸出功率只有12瓦,吸力卻和420瓦的吸塵器相同。

第一部電動吸塵器是一九〇一年由英國的橋樑工程師布斯(Hubert Cecil Booth)發明的。當時愛迪生已經五十四歲,布斯竟然能發明出連發明大王都沒想到的機器,可見他也很偉大。但是這機器大到必須用馬車載運,而且只能從窗戶把軟管伸進房間裏使用。恐怕是因爲馬達非常大,噪音想必也很驚人吧。

這部「清潔機器人冷氣機」還能把除溼後過冷的空氣加溫至室溫再放出(再熱除溼),還能內部除菌、供應氧氣※、換氣等等,具有各種機能。而現在終於連吸塵器都裝了進去。我不由得感嘆:「簡直像無敵鐵金剛※或原子小金剛※一樣!」

愛因斯坦的狹義相對論,以及光電效應、布朗運動,這三項諾貝爾獎等級的論文都在這年提出。堪稱是奇蹟的一年。同一年清掃界也有飛躍性的進步。

爲什麼會這樣呢?查了一下資料才知道,所謂的冷氣病就是身體處於對抗夏季高溫的狀態,汗腺及血管都擴張着※,無法適應溫度急速降低的情況。這麼說來,那股說不出的涼爽感就已經是冷氣病的開始了?恐怕號稱人類最高科學成果的冷氣機,也同時具備了最大的喜樂與不幸,真是沒有中庸之道可言的東西啊。還有一件事,也是冷氣極度缺乏中庸之道的一面,那就是溫度其實很難調節,雖然可能只有我這麼覺得啦。

#原子小金剛

能自動清潔濾網的最新式冷氣機!

又稱「電製冷效應」。金屬中的電子會隨着電流載運熱量,但每種金屬運送電流和熱量的能力不同,所以若連接不同金屬加上電壓,流經兩者的電流雖一樣,但因爲運送的熱量不同,導線銜接的兩端會有一端變熱、一端變冷。一八三四年法國的珀耳帖發現此一效應;一八二一年德國的賽貝克(Seeback)就發現了相反的現象。也就是把不同金屬相連,在兩端造成溫差時會產生電流,稱爲賽貝克效應。賽貝克當時是想造出電池,但並未成功,多方嘗試時無意間碰觸到銜接處,才發現此一效應。

一般吸塵器只能順着榻榻米或地毯的縫隙朝單一方向吸塵,所以無法充分清掃;但小倫巴則會從各個方向反覆清掃同一地點,所以可以掃得很乾淨。

※「大家家裏都愛用」

※供應氧氣

我從高中畢業一直到結婚成家,都是過着單身漢的生活。拜此之賜,煮飯洗衣都難不倒我。可是唯獨不擅長打掃。不單單是嫌麻煩,而是每當我在打掃房間時總會想到:科學的發展真的帶給人類幸福了嗎?因而爲此煩惱不已。

在人類居無定所、爲了找尋獵物而在荒野中流浪的時代,當然沒必要打掃房間啦。就算不要回顧那麼久以前的事好了,光想想我小時候,家中日常的打掃,就只要用掃把將地上掃一掃,灰塵全從房裏掃到庭院中※;至於散落在庭院裏的灰塵,就讓它們隨風而逝,迴歸塵土就行了。

問題就在於高低落差之處。小倫巴可以爬過1.7公分以下的高度,但落差若在3公分以上,它就會自動調頭。當然,遇上2公分左右的高低差時,它可以往低處走,但是就回不去了。這個問題可藉由附加的紅外線發射器※解決。小倫巴裝有感應器,能將特定的紅外線視爲牆壁,它也是靠這功能纔有辦法自動回到充電基座。唯一怕的就是地上的電線,因爲比滾筒的隙縫還小,所以會捲進去。要讓小倫巴放心工作的話就請先收拾好吧。

光尋找軟墊的材料就花了一年時間。而且雖然加裝了三個馬達給吸氣用、吸氣口上下滑動用、吸塵頭左右往返用,但冷氣機本體厚度只增加了2公分而已。雖然要加上吸塵器的耗電,但比起一整年都完全沒清濾網的冷氣機還省電,大約只有八成左右。若是與十年前使用的冷氣機相比,只要消耗其五成電力。「這樣一來,任何人都可以享受冷氣機原本的性能了。」開發團隊領導者安田透先生如此微笑說道。

空氣中百分之七十八爲氮氣,百分之二十一是氧氣;氧氣較易通過厚度不到萬分之一公釐的「氧氣富化膜」,所以空氣中的氧氣濃度可上升到百分之三十二,再吹進室內。

二〇〇五年的一號機是一日往返兩次,〇六年的新型機則是一日往返三次。前者只要八天就能把濾網全面清掃一遍,後者更是隻要四天就夠了。

※無敵鐵金剛

第6考 吸塵器

利用空氣一併吸進灰塵的原理是很棒,

之後,小倫巴就會在房間裏縱橫無盡地來回走動,一面確認吸進去的灰塵量。它的感應器裝設在底部滾筒型毛刷的深處,如果發現吸入的灰塵量較多,它就會在那一帶盤旋做重點式清掃;灰塵量較少的話,它就會離開,尋找下一個還沒清掃的新天地。就這樣,房間的地板就慢慢地清乾淨了。

不會太冷也不會不夠冷,能帶給你我最舒適的涼爽——雖說夏天有冷風可吹就該感激不盡了,不過反正是討論,乾脆咱們任性到底,來找尋能完全符合所有要求的夢幻冷氣機吧!

從前日本房舍向庭院的走廊,別說是玻璃門了,連拉門也無。只有木板套窗區隔室內室外,而且白天多半是拉開着。木板套窗的滑槽很淺,所以把灰塵掃出去時根本不造成阻礙。後來靠庭院的走廊改成嵌套式的玻璃門,靠腳輪在金屬軌道上滑動,這軌道很容易卡住灰塵,門就變得很難拉動。我用掃把努力清掃房間時正逢這樣的時代。後來玻璃門改爲框格式,在很深的溝槽中滑動,那簡便的掃地方式自此從歷史的舞臺上消失啦。

想到那個不得不與重達40公斤的吸塵器奮戰的時代,真讓人有恍如隔世之感。但是從另一方面來說,吸塵器的基本原理還是把灰塵與空氣一起吸進去,百餘年來都沒有什麼變化。難道就無法創造出更加劃時代的吸塵器嗎?例如按個鈕就能在瞬間吸乾淨的機器,如何?

裝備了以上三項工具的小倫巴,首先會直線向前進,直到撞上牆壁爲止。衝擊力會被它正前方的彎月形緩衝器吸收,所以不必擔心。緩衝器同時也附有感應器,所以它會沿着牆壁一直向左前進。就這樣沿着牆壁繞房間一週,把房間的形狀和大小記下來。

製造廠商是不會滿足於現狀的。我們消費者希望能有更舒適的冷氣機,也是對冷氣機的進化有所貢獻的喔。

首先是冷媒。液體蒸發時所吸收的熱量稱爲「氣化熱」。從前使用的氟氯碳化物雖然無毒無臭,氣化熱又大,可是因爲會破壞臭氧層,所以現在改用新的冷媒「R410A※」。

現在不是從百科全書的短短記載去胡思亂想的時候,回題吧。家庭用的可攜型吸塵器是一九〇五年※出現的,由美國的查普曼與史基納公司(Chapman and Skinner)發售,但是重達40公斤。直至一九二〇年代纔開始普及。

這種設計又叫「熟幫浦」。要把熱量自室內吸收而排到室外,需耗費此熱量約7倍能量的電力。雖然是把熱量由室內移到室外,但並不違背熱力學定律。

冷氣機在日本是一九五〇年代開始普及的。一九七四年,美國學者羅蘭(Frank Sherwood Rowland)與莫利納(Mario Jose Molina Henriquez)指出氟氯碳化物有可能破壞臭氧層,並在九〇年代觀測到此一事實。因此從二〇〇〇年代起全面禁止使用氟氯碳化物,現在改用新的冷媒。

※iRobot公司

【那種暴力的噪音、憑蠻力把東西統統吸進去的構造,怎麼看都是美式風格……雖然這只是我的偏見啦,但這與美式房屋穿着鞋子或光腳進門的生活習慣有關,也是真空式吸塵器之所以誕生的原因之一。】

向松下電器的人問了這件事,然而答案卻是:只要是單向噴出冷氣的構造,就一定會發生此一問題。「對松下電器來說,我們追求的效果是要像自然風、像草原上的微風。但還是有許多課題有待解決。」如果用上電扇幫助混合空氣,冷房效果就會改善許多。這也是目前唯一的解決辦法,請大家務必一試。

【中間那個像鉛筆盒的東西就是「清潔濾綱機器人」。它本身是左右移動,而它貼着濾綱的吸入口則是上下移動。每天都會自動運轉。一次吸下來的灰塵只有6毫克左右,會經由排氣管排出屋外。】

汗腺開放是爲了讓汗水蒸發好散發體熱。血管之所以擴張,則是爲了讓血液多與較體溫低的外界接觸。

既然要讓整個房間一樣冷,就把熱交換器做得又薄又寬,貼滿整個天花板如何?這就是和地板暖氣相反的天花板冷氣。而且冷空氣比暖空氣來得重,不必藉助風扇的力量,冷空氣就會自然下降了,而且讓房間穩定地冷卻下來。

可是,現在的住家都變成沒有庭院的公寓了,房間裏也放滿桌子或電視等傢俱,還鋪了地毯,所以掃把的時代已經完全結束了。取而代之的是吸塵器。可是其實這也是個麻煩的東西,令人無法有好感的機器。

冷氣一開始是來自於冷凍機。其原理是液體蒸發時會從周圍吸收熱量,當它又恢復成液體時則會放出熱量。就冷氣機來說,就是讓一種名爲「冷媒」的液體反覆循環,讓它住經過室內時蒸發,而在室外再把它壓縮回液體。壓縮機必須消耗電力,所以才能從溫度較低的室內吸取熱量,而將熱量排到室外※。

※冷藏庫向整個房間打開就可以變成冷氣了

我老婆看到孩子們自動自發收拾房間,又看到沒人在家時也能清掃房間,大受感動。倫巴一共有三種型號,標準型※售價是七萬九千八百圓。絕對稱不上便宜,但到底要不要爲了家庭的和平而買一臺,我到現在都還在考慮。

沒去成溫泉雖然很令人灰心,不過先別管這個,老實說我聽到這消息的第一個感想就是:爲何要清潔濾網?消費者追求的冷氣機不是這個吧?

我雖然心裏狐疑着,一面坐上車,但是在松下電器草津工廠聽了有關清潔濾網冷氣機的誕生經過後,才明白這個感人肺腑的故事。

成日泡在冷氣房的夏天,編輯新保兄一通電話打來:「我們去草津吧。」萬歲!不過,泡溫泉和冷氣機又有啥關聯啊?仔細一聽才知道,原來是要去滋賀縣的草津市,不是要去那個以溫泉著名的有馬縣草津町啦。開發出能自動清潔濾網的新式冷氣機的松下電器※工廠就在那兒。

與地板暖氣相反,從天花板整面

真正普及要等到一九六〇年代。六〇年松下電器給它加了能捲回電線的功能,六一年三菱電機則加了手持開關,六二年又引進了伸縮軟管的技術,這才終於完成了我們所知道的吸塵器的原型。而到了六七年,三菱電機發售了「風神」型吸塵器,終於到了連職業摔角擂臺都可以用吸塵器來打掃的新時代※了。雖然看到他們這麼做,可是沒過幾年,打掃擂臺這件事又倒退回去改用抹布了,這個事件也足以象徵職業摔角界的世代交替是多麼困難啊。

以馬達降低集塵槽中的氣壓,一起吸進灰塵與空氣,這原理的確很了不起。可是聲音吵死人,機器又重,又受限於電線長短而沒什麼機動力,還不能跨過門檻,軟管的扭轉方向要是不對就會整個翻倒,不用的時候還很佔空間。想放在牀底下,管子還好,但吸麈頭※就塞不進去了,只好放棄。我住的地方雖然沒有,但有些公寓是附閣樓的,那種天花板又低又窄的空間到底要怎麼用吸塵器打掃啊?真是不可思議。雖然吸塵器有這麼多缺點,但它可是歷盡滄桑才變得如此普及的喔。

※一九〇五年

※將熱量排到室外

日本第一部國產吸塵器是一九三一年由東芝的前身「芝浦製作所」發售的。可是在我們這個日式房間與榻榻米的國家裏,完全不是掃把與畚箕的對手。而且同一年軍人們正忙着發動九一八事變而殺聲震天,保證沒幾個人知道這玩意兒的存在。

※直的、橫的、斜的

例如,我在夏季時總是將辦公室的室溫設定在攝氏26度。老實說是有點冷,然而若設成27度的話,又受不了那股微熱的感覺。這機器的調節最小刻度就是攝氏1度上下,偏偏這1度之差就會帶來極端的不舒服感,這是怎麼回事啊?真的需要最小刻度爲0.1度的調節機制纔行嗎?

啊,閉上眼睛想像一下那個情景吧。在倫敦的街上,清潔工大叔跟着馬車喀啷喀啷走着。小孩子們因爲好奇跟在後面瞧,然後有一戶民房打開窗戶大喊:「不好意思,我家要打掃一下!」駕着馬車的紳士舉了一下絲帽示意後就着手準備工作。馬達發出轟隆巨響,彷彿宣告着二十世紀的來臨……

但缺點也太多了吧!

可是到了一九三〇年,美國的小米傑利(Thomas Midgley, Jr.)等人合成了氟氯碳化物※(氟氯烷),而同年室內空調冷氣機也正式成爲商品販售。這個突如其來的加速讓任何事都變得可能發生。更令人驚訝的是,在七年後開始建造的戰艦「大和號」就已經裝設冷氣機了。

就在於它緩慢持續而紮實的清掃!

目前的冷氣機內部已經滿滿的全是零件,還能再裝入吸塵器嗎?而且爲了減低噪音,馬達的出力也不能太高。又因爲空氣流動的關係,只能在冷氣機停止運轉時才能清掃,這一來吸塵器的運轉時間就要儘可能越短越好。

這麼一看我們才明白,原來氟氯碳化物這種冷媒大大地影響了空調冷氣機的歷史。但同時也瞭解到一件事,那就是這一百七十三年以來,冷氣機的原理從來沒有任何改變。這麼一來,我們的目標到底應該訂在哪裏呢?是尋找夢幻的新冷媒?還是要從原理做根本的改良?令人舒適的冷氣機的未來又在何方?

【小倫巴不光是靠吸引力,還有兩根毛刷可收集灰塵,所以才能體積小又具備很強的清掃能力。因爲是機器人,叫它連績打掃個幾十分鐘也不會嫌煩。這是應用了美軍偵察用機器人的人工智慧技術。】

這只是想當然耳,實際上是反效果。因爲冷藏庫只是排出裏面的熱量,就整個房間來看熱量是有增無減。而且因爲冷藏庫的門打開,裏面溫度上升,迫使壓縮機啓動,又更消耗電力。而消耗的電力又會變成熱量在室內發散,所以只會讓室內更熟。

※R410A

稱爲「虛擬牆」。

※操準型

成書時日本引進三款:可遙控操縱的「Roomba Discovery」,是希望它快快發現灰塵嗎?入門型「倫巴Red」售價五萬九千八百五十圓,但自動充電基座及遙控器需另購。最新型「Roomba scheduler」要九萬四千五百圓,正如其名可預訂清掃時程。

如果把迷你掃地機器人連動起來,

組成「掃除戰隊」呢?

那麼,就以現有的這機器爲出發點,來想想更優秀的夢幻吸塵器吧!

小倫巴雖然令人感動,但它也有弱點。第一就是會把家電用品的電線捲進去,爲了避免發生這種狀況,得把底部滾筒的隙縫做得比電線還窄纔行。那麼,把它小型化如何?可是,因爲體積相對變小了,通過面積也變得更狹窄,清掃就更花時間了。既然如此,那一次使用五臺迷你小倫巴不就解決啦!命名爲「掃除戰隊·倫巴連者」!

一旦組成了戰隊,小倫巴的另一個弱點也能克服了。那就是每當掃好一個房間、要出動前往下一個房間時,還是得靠人類把充電基座搬過去纔行。要省略這個步驟,就得在每個房間都裝上充電基座,這一來只要叫小倫巴自己走到下一個房間就行了。當然,要從這個房間移動到那個房間,有時就得越過門檻或臺階纔行。而機體變小,這問題就更棘手了。但就是在這種狀況下才能顯示出組成戰隊的意義!五臺迷你倫巴只要連成一直線「合體」就行了!最前面的是隊長「倫巴紅」,可以加裝能伸出到機體前方的大型車輪,這一來就由後面四臺支撐着倫巴紅,再高的門檻或臺階都一樣可以爬過去啦!

但是,房間裏要裝上五臺充電基座,應該會有人抱怨礙事吧。而且小倫巴也沒辦法掃到充電基座下方的地板,所以基座變多的話,掃不到的區域也增加了,這也是一大問題。不過這裏有個好主意。把充電基座裝在牆壁上靠天花板的地方,就不會礙事了。也許有人會擔心,它要怎麼爬到那麼高的地方?請記住,小倫巴可是具備了吸塵器的功能。吸塵器要吸進空氣,就一定要有排氣口。從那兒吹出的風是很強的,就靠風壓的力量讓它爬牆就行了。在相同流速下,風壓與送風面積成正比。機體大小變爲原來二分之一的話,排氣口面積就變成四分之一,但體積和重量卻只有原來的八分之一!所以機體變小的話,反而可以得到比重量更大的風壓。小型化在此又增加一項優點。

要從地板爬上牆壁時,可以和過臺階或門檻一樣,藉着連結合體※的方式解決。等全體都爬上後就可以分離,各自回基座充電。在牆上進行分離、合體的五臺五色機器人,其精彩度絕對不遜於雷鳥神機隊※或孔巴特拉Ⅴ※!你也想在你家牆壁上看到此一場面吧?

【不怕高低落差的「掃除戰隊·倫巴連者」!但是,像這樣的機器人在牆上掛了一大羣,室內景觀會變成什麼樣子,不得不令人擔心……想個法子讓它美觀一點吧!】

既然能爬牆,那就連牆壁也一起清掃吧?我從沒見過連牆上灰塵都能吸乾淨的人,所以會變成史無前例的超乾淨房間吧。此外像書架上面、櫃子頂端也都能掃到,因爲掃除戰隊是通行無阻的!它們還可以自己爬到垃圾桶上,自動清理收集來的灰塵。真可謂令人無話可說的全自動吸塵器呀。

既然都到這地步了,乾脆一不做二不休,以真正的完美爲目標吧。目前的小倫巴還需要人類先收拾好地板上的雜物,它才能夠有所發揮。這是因爲小倫巴沒有手。既然如此,就幫它加裝機械臂吧。在收納各種道具的地方用晶片標籤(IC tag)做好標示,它就會把玩具都收到玩具箱裏,把書放回書架上……嗯,連人類都很難做到這地步啊。

雖然如此,因爲它體積縮小了,所以無法移動桌椅等重物。這麼一來,只好在椅腳和桌腳裝上附馬達的腳輪,叫它們自己走動了。電視櫃和電腦桌等等,也可以讓它們聽從小倫巴的指示左右移動。再來是書架和櫥櫃等靠牆放的傢俱,那就沿牆壁鋪設軌道,叫它們有需要時沿着軌道抬起自己就行了。整屋子的傢俱都自動協助配合倫巴連者。這掃除的光景多麼美麗啊。

老實說,這點子搞不好很快就會實現了。爲了迎接這一天的來臨,不趕快努力工作存夠錢可不行啊。

※連結合體

一九九九年戰隊特攝劇《救急戰隊 Go Go Five》中,火車頭機器人Go Liner合體變成巨大機器人Grand Liner。

※雷鳥神機隊

故事設定是代表人類首度登月成功的前太空人傑夫·特雷西,轉行成發明家後靠專利成爲億萬富豪,經營私設組織「國際救助隊」,由他五個兒子操縱各種機器拯救全人類。特殊機器出動的畫面令人感動不已。

※孔巴特拉Ⅴ

GPS固定觀測點的通訊裝置。

※某個觀測儀器

不過這場表演準備起來實在不得了。光是要用到的二號礆性電池,雖然在量販店買一顆只要九十圓,四十顆買下來也要三千六百圓。而且這實驗做起來還挺勉強的,所以才做一次電力就會明顯下降許多。每顆電池重量是67公克,四十顆就重達2.7公斤。爲了教導我們三枝箭團結力量大,這費用和重量可真是非同小可啊。

一四九七~一五七一年。原爲安藝國高田郡吉田的領主,後來成長爲統治中國地方的武將。一五五七年其霸權尚堅穩,但仍教導隆元、元春、隆景三子「一枝箭很容易就能折斷,但三枝箭合在一起就折不斷」,以示團結合作的重要性。

以往的電池需八小時充電,

電池可分爲兩種,一種是像乾電池或伏特電池等,只能用一次;另一種可反覆充電,例如汽車電瓶所使用的鉛蓄電池以及手機的鋰電池等。這兩種電池都是靠電極產生化學反應,再從中取得電力。最近成爲話題的燃料電池,在這點上也是一樣。

※太陽能發電

小燈泡接上它就會發光,馬達接上它就會強力運轉。打從小時候開始,乾電池就常是我們玩玩具時不可或缺的夥伴。可是就在二〇〇六年夏天,我發現了乾電池令人難以容忍的一大問題。那是在廣島看一場實驗表演時發生的事。

※金屬浸在電解液中

【如果本文中的噴霧式電池可以實用化,連走路都能將電力蓄積在衣服中,把它當電源還可以用來聽隨身聽……要拿來幹嘛都行。這是標準的自給自足!對地球也很環保!】

※球棒

【伏特發明電池比史蒂文生髮明蒸汽火車頭還早了二十五年。但屋井先藏發明乾電池卻是在新橋至橫濱的鐵路開通十三年後。所以說電池比電車歷史更悠久……雖然這並非原因啦。】

讓含金屬離子的電解液通過電流,金屬離子會在陽極得到電子而變回金屬,附着在陽極上形成薄薄一層。

這麼一想,就看到電池的未來有兩條路可走。

※鋰電池

※交通工具

把各種東西都變成電池,

※毛利元就

在充電時間上,鉛蓄電池得花八小時,然而Wellgeo只需要不到五分鐘。而充電放電的容許次數可達數十萬次。就算一天之內充電放電十次,也可以使用一百年以上。此外,日本在南極的昭和基地,某個觀測儀器※的電源是使用太陽能發電※加上鉛蓄電池,但每逢陽光太弱的季節就會無法充電,觀測也只好停止。而在導入Wellgeo系統後,才首次達到全年觀測的結果。

※鍍金

一七九一年,義大利的賈法尼※(Luigi Galvani)發現,用不同的金屬片碰觸肢解的蛙腿肌肉,可以使其收縮。到了一八〇〇年,同樣是義大利人的伏特(Alessandro Volta)就發明了電池。之後的發展就如以下所示:初期的電池直接使用電解液,但也因爲這樣,寒冬時會凍結而無法使用。一八六八年,法國的勒克朗謝(Gees Leche)發明了乾電池的原型,但是仍舊無法防止液體漏出。一八八七年,日本的屋井先藏完成了可實用的乾電池。一八九四年甲午戰爭時,日方聲稱「在中國東北戰勝的原因之一,就是乾電池」,屋井版的乾電池因而被視若珍寶,大受讚揚。一八八八年,德國的Gassner氏與丹麥的Hellesen氏從屋井獨立,而發明了乾電池。

價格上也是高得有點令人喫驚。上網一查才知道,三號礆性電池內藏電量3瓦,售價七十到一百五十圓。可是如果換算成家用電力約1千瓦的話,即使用的是最便宜的七十圓乾電池,也得花上兩萬三千圓!家用電力1千瓦的電費才二十七圓左右,所以電池比一般家庭用電貴上八百六十倍!簡直離譜!如果家庭用電全靠乾電池供應的話,電費動輒從數百萬圓起跳吧。

※電容器

我們想拜訪的是發明了電雙層電容器「Wellgeo」系列的Power System公司※——什麼是電雙層?電容器※又是啥?

相對地,電雙層電容器是直接蓄積電力的裝置。就如同雷雲產生時,雲層將負電荷都吸了過去,導致地面蓄積了許多正電荷。此外,所謂的電雙層,就是讓正極與負極都能形成像雷雲與地面的狀態,因而得名。其所蓄積的電力也比一般的電容多很多。以往的電容僅數公釐至數公分大小,只能用在電流控制與記憶體上;但是Power System公司的前身「岡村研究所」就在研究能否將它大型化,而作爲蓄電池使用。

研發電池最尖端的企業,就位在幽靜的工廠街區一隅。乍看之下「幽靜」與「工廠」彷彿互相矛盾,可是這條並排着許多中小企業招牌的街道,我實在想不出其他詞句形容。未來的技術就在這條幽靜街上誕生。我重新體認到科學與技術都是由人類的頭腦和雙手所創造出來的。

讓電流通過的液體稱電解液。兩種物質連上導線同時浸入電解液,容易離子化的物質會放出電子成爲陽極,另一邊則成陰極。若以二氧化錳爲陰極、鋅爲陽極、氯化鋅爲電解液,就成了鋅錳電池;以二氧化錳和石墨爲陰極,鋅爲陽極,氫氧化鉀和氯化鋅爲電解液,就是礆性電池。二〇〇四年,松下電器把礆性電池的陰極加上氫氧化鎳製成鎳氫電池發售。一般說來,礆性電池比傳統的鋅錳電池來得強力持久,卻不宜連續使用,所以不適合用在手電筒或瓦斯點火裝置上。此外像時鐘等耗電較少的物品也較適用鋅錳電池。

電雙層電容器作爲蓄電池時功能很明顯。簡而言之,就是它不發生化學反應。化學反應得花一定的時間,而電雙層電容器不需要化學反應,就像落雷一般,瞬間就能夠充電或放電。此外,化學反應若產生了預期以外的反應,電極或其他部份就會變質,汽車的電瓶之所以往往置於上方,就是出於這緣故。而電雙層電容器因爲沒有化學反應,所以壽命也較長。還有,就像要讓紙燒起來必須先點火一樣,要引發化學反應時得先給予足夠的能量纔行。因此以往的蓄電池要是電力太弱就無法充電。但電雙層電容器則是無論多微弱的電力都一樣會存進去,而且可以一口氣放出全部電力。反過來說,也可以瞬間蓄積大量電力,然後再一點點慢慢釋放。

能直接蓄積電力的Wellgeo不需引起化學反應,所以壽命很長;再微弱的電力也能存進去,而存入的電力百分之九十四都能取用。真是夢幻般的電池啊。我爲此感動不已,就問了一下研發部副部長土居仁先生:「能不能做成像乾電池一般大小?」但土居兄說:「目前還不太可能。」經營企劃本部的平野貴人先生則說:「要是能做到的話,光是走路就能充電了。」目前Wellgeo的大小是19公分×13公分×21公分,重4.4公斤;而要完全發揮它的效能,還必須有與其本體同大的外部迴路「充電/放電模組」。此外,Wellgeo電力容量在1千瓦下爲垢瓦時,如果把它的重量換算成與三號礆性電池相同的22公克時,其電力就不到0.33瓦時了,只達乾電池的十分之一。

要算出拳擊的打擊力有多少能量較爲困難,但全力揮棒時所需的能源是0.2瓦。所以只要用盡全力揮棒十五次,就相當於一顆三號礆性電池的電力。

一條是現在立刻做得到的實際路線。把Wellgeo固定在建築或交通工具※中當電池用。講求攜帶的便利性時,就使用傳統的化學電池。例如太陽能發電後,把電力存在Wellgeo裏,再傳送到能充電一千次的電池如Eneloop等。也就是不要期待有一項裝置能具備所有功能,而要視不同狀況分別使用。這也是撰寫本書時從許多企業學到的智慧。

以鋰、鈷氧化物薄層構成陰極,石墨材質帶狀物作爲陽極,以溶於有機溶劑的鋰鹽化合物爲電解液。鋰很容易電離化又輕,就電量與重量比來說,是現行各種電池中最大的。但相機用的鋰電池是另一種東西,電解液雖相同,但是以二氧化錳爲陰極、鋰金屬爲陽極,且無法充電。

剩下的問題在於價格太高。目前該公司正設法大量生產以降低成本,致力讓電雙層電容器普及。希望能讓它成爲充滿全世界、可讓電力自由儲存取用的半永久電池!

金屬板平行排列而成的裝置。金屬板之間加上電壓以蓄積靜電,電力大小決定於金屬板大小和距離遠近。Wellgeo以活性炭爲電極,混入有機溶劑爲電解液。通入電流時正極(陰極)聚集負離子,負極(陽極)聚集正離子,但這些離子都會被有機溶劑包住而無法接觸電極,所以電極與離子就像兩張金屬板。因爲兩者都只能分離一個有機溶劑的分子,所以會蓄積大量電力。此外凹凸不平的活性炭表面積非常大,這也可以大幅提升蓄電量。

今日的瘋言瘋語,說不定到了明天就變成常識。就讓我們一面做着把全地球表面都變成電池的美夢,一面節約用電過日子吧。

跑的話就更厲害了。人類全速奔跑時,腳對地面的衝擊力相當於從身高高度跳下來的力道。身高170公分、體重70公斤的人,每跑一步就有0.32瓦時。長距離奔跑時衝擊力只有全速奔跑的一半左右,但以馬拉松來算,每步步幅相當於身高一半,跑完全程42.195公里的話,就有8千瓦時的電量,相當於兩千七百顆三號乾電池。根據本文最前面的調查,一顆電池若以最便宜的七十圓計價,也相當於十萬圓了。如果能做到這種層次的發電,已經可以和電力公司的供電並駕齊驅了。每天跑一次賺兩百二十圓;一個月就賺了六千六百圓。這麼一來,每家的老爸都會說聲「我去外面發個電再回來!」就去河濱空地跑步,多麼溫暖的家庭風景啊!

【以往的鉛蓄電池不論充電或放電都要靠化學反應,所以花時間,而且會劣化。但電雙層電容器卻是直接蓄積電力,所以能快速充電、放電,也很少劣化,所以壽命較長。】

義大利的生物學者(一七三七~九八)。此偉大發現來自於一段感人的故事。賈法尼爲了生病的老婆拿青蛙做晚餐時,把剝了皮的青蛙放在實驗器材旁就外出了。他老婆不小心讓桌上的手術刀碰到蛙腿,蛙腿竟冒出火花並痙攣。賈法尼認爲這是與電鰻相同的生物電現象,其實是因爲不同金屬接觸蛙腿,而青蛙的體液扮演電解液的角色才產生電氣。賈法尼的理論雖不正確,但正基於這個實驗,才讓伏特發明了電池。果然失敗爲科學之母。

以Wellgeo爲動力的混合動力汽車我已經試乘過了。

※走路就能充電

它只要五分鐘就充電完畢!

但是,發明之路並非如此平順。電雙層電容器能蓄積的電力還是比傳統的蓄電池少了許多。美國也有人想到以電容器來蓄電的點子,他們的方法是降低電極的阻抗,以求打出活路,但還是失敗了。另一方面,岡村迪夫先生則是從開發專用材質、改良周邊置子迴路※着手,把電容量增大了二十倍。之後又改良電極,將電容量增加了三倍。就是這樣才完成了與鉛蓄電池相同重量、電容量卻更大的Wellgeo。

同樣供應1千瓦時的電力,

如果這種「電池噴霧」能夠實現的話,可以噴在衣服上,也可以噴在汽車卜,甚至噴在道路或建築物的壁面上,就連山壁或沙漠都行——把整個地球都變成電池吧!

第7考 電池

就能製造出「到哪裏都能用」的電池嗎?

爲了未來,首先回顧一下歷史吧。查了資料才發現一件令人喫驚的事實:人類最早使用電池的記錄,竟然是在公元前二五〇年!它名叫「巴格達電池」。話雖如此,但它並不是當作電池,而是在鍍金※、鍍銀時派上用場。電鍍也是利用金屬離子的移動,所以和電池原理一樣。可是,古代巴格達人並不知道這個原理,卻製造出遙遠的未來才擁有的道具。這就好比紫式部爲了消遣而編造的故事,後來卻變成美國近代史的史實一樣,豈不是很離奇嗎?

當然,手機用的鋰置池※等可以充電、又輕、容量又大。此外,像三洋電機開發的可充電式乾電池「Eneloop」可重複充電一千次。即使如此,手機還是得每天充電,外出旅行時會有點麻煩。難道就沒辦法做出充一次電就能用上一年,或是電量與價格比換算過來只需家用電力十倍左右的乾電池嗎?

※賈法尼

※電子迴路

果然還是利用大自然的能源比較好。要是能把自然現象都轉變成電力,換算成電費,每打一次雷就賺了八千圓,每發生一次七級地震就賺了一百五十億圓,每來一次颱風就賺了七百五十兆圓。真要能做到這地步,人們都會忘記天災的可怕,只會爲幸福歡呼了。

半導體受光照時會產生電流,利用這原理髮電的裝置過去稱爲「太陽電池」,但它並沒有蓄電功能。因爲太陽光基於天氣及晝夜會強弱不定,所以要實用的話蓄電池是不可或缺的。

一共串聯了四十顆乾電池,一顆的電壓是1.5伏特,所以一共有60伏特。但這只是估計值而已,因爲實際一測電壓,超過70伏特以上。把電線接上兩極時還發出了火花,在水中也產生了火花,焊接的部份甚至還熔解脫落,讓鋼絲通電的話就發出橘紅色光芒燃燒起來,現場的孩子們看得興奮不已。

二〇〇六年十月JR東日本在驗票口設置了有人踩過就能用壓力發電的「發電地板」,但是發電量太少,要實用化還需要時間。

這一天若真的來臨,那平野兄所提案的「走路就能充電※」也可能實現了。每走一步、腳每踩下一公分,都可以使發電機運轉。假設一個人的體重是70公斤,出門前先在衣服上噴一層電池噴霧,然後每走一步就能產生0.002瓦時的電量;一般都建議每人每天應走上一萬步,如此一來每天就有20瓦時了,相當於七顆三號乾電池的電量。

五臺戰機合體變形,成爲巨大機器人。身高57公尺,重550公噸。雖然非常龐大,但可以在空中飛行。其合體過程冗長到令人擔心「萬一在合體途中被攻擊的話該怎麼辦」。

Wellgeo雖然是由多個稱爲「cell」的電雙層電容器組成,但每個cell鬱有差異,若不能控制得宜,電就會全部跑進最容易充滿的cell,就無法再充電了。因此須開發出百分之百引出cell性能的電子迴路,這正是岡村迪夫的功勞之一。結合這電子迴路與電雙層電容器的系統就稱爲ECaSS。

※Power System公司世上最先開發出高性能電雙層電容器蓄電系統的岡村研究所與將之商品化的Power System合併,成爲現在的Power System公司。

三號電池的費用是家用電費的八百六十倍!

另一條是追求夢想的路線。難道無法從Wellgeo出發,做出更輕的電池嗎?Wellgeo的原理等同於雷雲與地面間蓄積電力;在構造上,則是在通電的兩個平面問夾一層不導電的物質。平面面積越大,或是中間不導電的夾層越薄,所蓄積的電力就越大。既然如此,就把形成正極的物質、不導電的物質、形成負極的物質,依序噴上去形成薄層,不就可以做成電池了嗎?噴霧的方式能讓不導電的夾層儘量變薄,又能讓平面面積變大,是個好主意吧?

乾電池從發明到現在,歷史還不到一百二十年,所以有很多問題都還沒解決,或許也是無可奈何吧。可是乾電池曾有過足以左右戰爭勝負的輝煌時代喔。加油吧,乾電池!張開翅膀飛向未來吧!

主題雖然是電氣,但可不是平常已經看膩了的靜電錶演。他們想到的是把大量乾電池串聯成一直列,想要產生高壓電。一顆乾電池的力量很弱,但若是團結一致就能發揮很大的力量。既然來到曾以三枝箭教導後人「團結力量大」的毛利元就之領地,沒有比這更合適的實驗了。

既然如此,乾脆把拳擊手套或球棒※也裝上發電機和電池充電算了……雖然想出了這主意,但還是放棄比較好。因爲這些電力還是來自於人體付出的動能。要是把它全都變換成電力的話,那出拳打在對手身上的力道或擊球的力道都會被吸去變成電力,如此一來,拳擊和揮棒都會變得無力,從此變成無力大賽……

回頭想想,說到電池,爲何總是這麼重呢?也對啦,因爲它是把金屬浸在電解液中※,使離子移動而產生電力,所以打從構造上就無法輕盈,這也可以理解。可是,乾電池不能反覆使用,又這麼重,就等於消耗了大量資源且無法回收了。

雖然Wellgeo還隱藏了許許多多的可能性,但是我聽了最有反應的還是太陽能發電這件事。以前蓄電池的缺點就是光線太微弱就無法充電,這一來維修保養的問題也解決了。此外,這對於普通發電也有很大貢獻。現在爲了應付冬、夏兩季的用電尖峯期,不得不加大發電量,就連用電量很少的時段也得維持發電,甚至超出需要量的一倍有餘,也就是進行無用的發電,平白浪費資源。如果能把電力蓄積起來的話,就不必那麼做啦。

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