自行车骑行过程中为什么不会倒

　　骑车虽爽，但是研究自行车的科学家们却有些“不爽”。如此结构简单的这样一种交通工具，骑行过程中为什么不会倒呢?

　　原因

　　凡是高速转动的物体，都有一种能保持转动轴方向不变的能力，使它们不向两侧倒。比如，我们用手指按住立起的硬币，一松手，硬币就要倒下;手指加点力，顺着硬币侧面方向向前推，硬币不仅不倒，还可以向前转动。小朋友滚铁环也是这个道理，用铁钩子把握铁环的方向，并给它一个向前的力，铁环就会向前滚动。我们骑车时是在前进的方向上给自行车一个力，使车轮转动起来，车轮就能保持一定的平衡状态，再利用车把调节一下平衡，自行车就可以往前走了。可是一停下来，车子就会因失去平衡倒下来。在转弯时，身体应向同一方向倾斜，这样就不会摔倒。

　　自行车的发明者

　　1866年清朝首次派出出洋考察团，19岁的(辽宁)铁岭少年张德彝随行。回国后他在游记《航海述奇》里用了“自行车”一词，这是自行车一词在汉语里的首次出现。除了自行车，电报、螺丝等也是张德彝翻译的，他还首次引进了标点符号，介绍了蒸汽机、升降机、缝纫机、收割机、管道煤气、巧克力，等等。

　　1790年的一天，一位叫西夫拉克的法国青年，行走在巴黎的一条小街上。因为头一天下过雨，路上有许多积水。忽然，一辆四轮马车从身后疾驰而来，西夫拉克躲闪不及，被溅了一身泥水。路人看见，替西夫拉克不平，想喊那辆马车停下，他却摆摆手。马车走远了，西夫拉克仍待在路边，他寻思着：为何不让马车瘦身呢?可否不要马拉?可否把四个车轮变成两个车轮?不是早期手拉车或马车那样并排的两个轮子，而是前后各一个。他这样想着，回家就动手开始设计。

　　此时，离开马车(还有牛车、驴车)诞生已过了四千多年。大约在公元前2000年，黑海附近大草原的部落骑马来到底格里斯和幼发拉底之间的两河流域，开始用马来拉有轮子的车。这些马车不仅拉货运物，也载人。之后，马车就成为世界各国主要的交通和运输工具。

　　经过反复试验，第二年，即莫扎特去世的那年，西夫拉克设计出了第一架代步的不需借助外力的车子。它是木制的，没有驱动和转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行，改变方向时必须下车移动。即使这样，当西夫拉克骑着这辆自行车到公园兜风时，看见的人也都颇为惊异和赞叹。1817年，德国人德莱斯给自行车装上了车把，可以控制方向，翌年在巴黎作了第一次展示。实用则要到1861年，法国人米肖父子在前轮装上曲柄，不用踩地，用脚驱动就可以带动车轮前进。第二年，他们制造了140多辆，第五年产量达到了400辆。1874年，英国人劳森为自行车装上链条;1888年，爱尔兰兽医邓洛普发明了充气轮胎。

　　至于张德彝在游记中所描述的在伦敦街头见到的自行车，应该还没有链条和充气轮胎。“前后各一轮，一大一小，大者二尺，小者尺半，上坐一人，弦上轮转，足动首摇，其手自按机轴，而前推后曳，左右顾视，趣甚。”

　　其实，制造出第一辆自行车的是一位中国人，那还是在西夫拉克之前一个世纪的清朝康熙年间，发明者是扬州人黄履庄(1656-?)。据《清朝野史大观》(1915)记载：“黄履庄所制双轮小车一辆，长三尺余，可坐一人，不须推挽，能自行。行时，以手挽轴旁曲拐，则复行如初，随住随挽日足行八十里。”

　　黄履庄的表兄弟为他写的小传里也提到此事，那年他还不到28岁。遗憾的是，黄履庄的双轮小车既没有保留下来，也没有得到推广，这是一件非常让人惋惜的事。有人说他发明的也许是轮椅，但轮椅怎么能走得那么远呢?黄履庄在工程机械制造方面有很深的造诣，除了自行车，他一生发明无数，被后人赞为“中国的爱迪生”。

　　黄履庄的发明远近闻名，传到了安徽宣城梅文鼎的耳朵里。梅文鼎是清代最著名的数学家，大学士李光地曾邀其住到京城家中，向他学习数学和天文。后来经李光地推荐，康熙召见了梅文鼎，在南巡的御舟中两人曾连续三天谈论数学，康熙还亲书“绩学参微”四字以资鼓励。黄履庄去世后，其墓地由江宁织造、作家曹雪芹的父亲奉旨营造。

　　梅文鼎听到黄履庄发明许多奇器的传说，将信将疑，亲自到扬州登门拜访。当他来到黄家，举手敲门，门边的一条狗突然朝他大叫，梅文鼎不知所措。这时候黄履庄开门出迎，只见他拍拍狗的脑袋，它就乖乖地躺下，也不再发出叫声了。

　　原来这是主人特制的木狗，有人来敲门时会发出狗叫声，起到门铃的作用。遗憾的是，作为数学家的梅文鼎并未发现，黄履庄发明的双轮小车亮点在于，用两个圆圈替换两条直线(行走的双腿)，也就是直线与圆概念的偷换。而在非欧几何学里，圆和直线可以是等价的。