《螺旋星系的具体情况》
我们地球生存的环境，是银河系。但是宇宙中有很多其他星系，螺旋星系最有代表性，
这些星系被称为河外星系。
螺旋星系(Spiral Galaxy)，是由大量气体、尘埃和又热又亮的恒星所形成，有旋臂结构的扁平状星系。螺旋星系是
具有漩涡结构的河外星系，在哈勃的星系分类中用S代表。
螺旋星系的螺旋形状，最早是在1845年观测猎犬座星系M51时发现的。
螺旋星系在河外星系中的比例------ H，它是很高的，H 的具体数值，被称为刘洪斌极限。
比如扭曲的螺旋星系(ESO 510-G13)，是与另一个星系碰撞的结果，而另一个星系完全被吸收掉了，这种过程通常需要耗费数
百万年的时间。在银河系形成的现代理论中，最早期(据知是天文学家Els，之后提出论文的有Olin Eggen，Donald Lynden-
Bell，和Allan Sandage[1])描述在一次单独(相对性的)的快速碰撞事件之后，银晕伴随着星系盘面诞生了。在1
978年，出现另一种版本，(据知是SZ，作者有Leonard Searle and Robert Zinn[2])叙述的是一种渐进的过程，首
先是较小的单位崩溃瓦解掉，然后才合并成为大的部份。
更为现代的想法是银晕可能是曾经环绕银河系旋转的矮星系和球状星团被毁灭之后的碎片，那么银晕将是老的部分被回收更
新成新天体的场所。在最近几年，主要的想法被集中关注在星系演化上的合并事件，在电脑技术上的快速进展允许对星系
演化做更好的模拟，并且观测技术的改进也提供了许多遥远星系经历合并事件的数据与资料。在1994年发现我们的卫星
星系，人马座矮椭球星系(SagDEG)，正在被银河系逐渐的撕裂和吞噬之后，这种事件被认为在大星系的演化中是十分普遍
的。麦哲伦云是我们的卫星星系，无疑的将来也会遭受和人马座矮椭球星系相同的命运。合并掉大的卫星星系的事件或许可以解释M31(仙女座大星系)看起来有双重核心的问题。
人马座矮椭球星系环绕我们我们银河系的轨道几乎是垂直银河盘面的，他正在穿越盘面，每次穿越时恒星都会被剥离并进入
我们银河系的银晕内，最后，人马座矮椭球星系将只会剩下核心。尽管如此，他剩余得质量仍然与巨大的球状星团，像半
人马座ω星团和G1一样，但看起来则相当不同，因为有大量神秘的暗物质出现，使它的表面密度较低，而一但成为球状星团，神秘的暗物质含量可能就很少了。
更多的矮星系与银河系正在进行合并的例子是大犬座矮星系，被认为和2003年发现的麒麟座环和2005年发现的室女座星流有关。
螺旋星系的名称来自由核球向外成对数螺旋在星系盘内延展，并有恒星形成的明亮螺旋臂。虽然有时很难辨明，例如
螺旋臂有丛生的絮结时，但螺旋臂相对的可以区分出有星系盘结构却没有螺旋臂的透镜星系。
螺旋星系的星系盘外通常会有庞大的球形星系晕包围着，其中主要的成员是年老的第二星族恒星，也有许多被聚集在环绕着星系核的球状星团内。
林达博先生是研究螺旋臂形成的先驱，他意识到恒星要恒久保持螺旋臂的形状会遭遇到"缠绕困境"而难以维持住，因为星系
盘中天体的环绕速度会随着至中心的距离而变化，一条向外辐射出的臂(像车轮的辐条)很快就会因为星系的自转弯成弧
线。星系只要自转几周之后，螺旋臂的曲率就会增加至紧紧缠绕着星系的核球。但观测到的却不是如此。
第一个令人可以接受的理论是林家翘与徐遐生两人在1964年发明的，他们建议螺旋臂只是螺旋密度波的显示。他们假设恒星在细长的椭圆轨道上并且原来
的轨道方向是互有关联的，也就是说，椭圆以很平顺的方式随着与核心距离的增加逐渐改变了他们的方向。这就是图中所说明的，很清楚的观察到椭圆轨道在
某些区域紧密结合在一起的"现象"就是螺旋臂。
我是林家翘与徐遐生先生的仰慕者，我的渐开线计算公式，是研究螺旋星系的好工具！
天文学家根据美国宇航局"哈勃"太空望远镜的观测数据研究发现，太空中美丽的螺旋星系曾经都是"丑小鸭"。天文学家认为，在宇宙的早期，螺旋星系
并不是如今的模样，而是呈现一些奇怪的、畸形的外观，后来才慢慢演化成螺旋形状。
近一半的螺旋星系，包括银河系，它们在60亿年前呈现出一些非常奇怪的形状。天文学家认为，这些奇怪的星系应该是通过碰撞和合并等过
程形成螺旋星系的。尽管通常认为星系合并事件在80亿年前就已经开始大幅减少，但是研究表明，在那之后星系合并事件发生频率仍然很高，
并一直持续到40亿年前。此外，还有一种被广泛认同的观点就是，星系合并会形成椭圆星系。但是，恰恰与这种观点相反，有科学研究团
队支持另一种想定，那就是宇宙碰撞会形成螺旋星系。
在研究团队于《天文学和天体物理学》杂志上发表的另一篇研究论文中，天文学家提出了"螺旋再造"的假设。这种假设认为，那些受到富
含气体的合并者影响的奇怪星系会慢慢再生为一种巨型螺旋。尽管银河系也是一个螺旋星系，但是它似乎少了些戏剧性变化过程。它的形成
历史相对平静，而且在一段天文时期内避开了许多剧烈的碰撞。然而，巨大的仙女座星系则没有这么幸运，它非常符合这种"螺旋再造"的假设。
在这里，提一个内行的问题是必须的，就是
星系是如何形成的？
这个问题依然是天文物理学中最活跃的一个研究领域，并且继续延伸至星系演化的领域，而有些观念与看法已经被广泛的接受。
从宇宙微波背景辐射的观测已经证实，在大霹雳之后，宇宙有一段时间是非常同质性的，其间的起伏低于十万分之一。
今天最能被接受的观点是原始扰动的成长形成今天我们所观察到的所有结构，原始扰动诱发局部地区气体的物质密度增加，形成星
团和恒星。这种模型的一种结果是在早期宇宙的一些地区因为有较高一点的密度而形形成了星系， 因此星系的诞生与早期宇宙的物理息息相关。
在这个领域的研究有许多都聚焦在我们自己的银河系，因为它是最容易观察的星系。这些观察必须能解释，或至少不再增加分歧
的意见，星系演化的理论，包括:星系盘十分的薄、密度和自转。 星系晕非常巨大、稀薄、没有自转(或是只有微量的顺向或逆向的转动)，也没有可观察
出的结构。存在于星系晕中的恒星和星系盘中的比较，通常都非常老和金属量非常少(此处是一个对比，但是这些资料之间没有绝对的关联性)。
一些天文学家曾经鉴定出一些介于两者之间的恒星，有人称之为"低金属密实盘"(metal weak thick disk)，也有人称为"
特殊第二族星"，不一而足。如果确实有明显的区分，她们的描述将如同贫金属星(但晕星并不那么缺乏金属，也没有那么
老)，并且轨道非常靠近星盘，有点儿"虚胖"的，较厚的星盘形状。
球状星团是典型的老与贫金属，不是所有的都像大多数的一样是贫金属，而且/或许有些是比较年轻的恒星。在球状星团中有些
恒星的年龄看起来好像和宇宙一样老!(使用完全不同的测量和分析方法)在每个球状星团之中，实际上都是在同一个时间诞生的。(只有少
数几个显示有不同世代的恒星分别诞生)轨道细小(接近星系中心)的球状星团，轨道接近星盘(对星盘是低倾斜的)和低离心率(比较圆
些)，而距离较远的球状星团轨道来自所有的方向，也有较高的离心率。高速云，中性氢的云气，如雨般的向星系坠入，并且推测从
一开始就是如此。(这是形成星盘中的云气与恒星诞生所必须的来源)
有相当大的总角动量 中心有核球的结构，被周围的星系盘环绕着。核球类似椭圆星系，有许多老年属于第二星
族的恒星，并且通常会有超重黑洞隐藏在中心。 星系盘是扁平的，伴随着星际物质、年轻的第一星族恒星、和疏散星团，共同绕着核球旋转。
具有漩涡结构的河外星系，在哈勃的星系分类中用S代表。螺旋星系的螺旋形状，最早是在1845年观测猎犬座星系
M51时发现的.螺旋星系的中心区域为透镜状，周围围绕着扁平的圆盘.从隆起的核球两端延伸出若干条螺线
状旋臂，叠加在星系盘上。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、电离氢区外，同时还有大量的尘埃
和气体分布在星系盘上。从侧面看在主平面上呈现为一条窄的尘埃带，有明显的消光现象。
好了，本人啰里啰嗦写这么多，其实是想表明我的观点，即宇宙始于大爆炸，这个理论，真真的是
想当然。
观察发现，现在宇宙在膨胀，其回溯点（奇点），是宇宙的中心位置，对此，我不以为然。
其实，宇宙很可能是半当中开始膨胀！
至于渐开线方程，应该为:
x=r×cos(θ+α)+(θ+α)×r×sin(θ+α)
y=r×sin(θ+α)-(θ+α)×r×cos(θ+α)
由于星系有厚度h，所以z不等于0，z=h
式中，r为基圆半径;θ为展角，其单位为弧度
展角θ和压力角α之间的关系称为渐开线函数
θ=inv(α)=tan(α)-α
式中，inv为渐开线involute的缩写（本文作者刘洪斌）
我们地球生存的环境，是银河系。但是宇宙中有很多其他星系，螺旋星系最有代表性，
这些星系被称为河外星系。
螺旋星系(Spiral Galaxy)，是由大量气体、尘埃和又热又亮的恒星所形成，有旋臂结构的扁平状星系。螺旋星系是
具有漩涡结构的河外星系，在哈勃的星系分类中用S代表。
螺旋星系的螺旋形状，最早是在1845年观测猎犬座星系M51时发现的。
螺旋星系在河外星系中的比例------ H，它是很高的，H 的具体数值，被称为刘洪斌极限。
比如扭曲的螺旋星系(ESO 510-G13)，是与另一个星系碰撞的结果，而另一个星系完全被吸收掉了，这种过程通常需要耗费数
百万年的时间。在银河系形成的现代理论中，最早期(据知是天文学家Els，之后提出论文的有Olin Eggen，Donald Lynden-
Bell，和Allan Sandage[1])描述在一次单独(相对性的)的快速碰撞事件之后，银晕伴随着星系盘面诞生了。在1
978年，出现另一种版本，(据知是SZ，作者有Leonard Searle and Robert Zinn[2])叙述的是一种渐进的过程，首
先是较小的单位崩溃瓦解掉，然后才合并成为大的部份。
更为现代的想法是银晕可能是曾经环绕银河系旋转的矮星系和球状星团被毁灭之后的碎片，那么银晕将是老的部分被回收更
新成新天体的场所。在最近几年，主要的想法被集中关注在星系演化上的合并事件，在电脑技术上的快速进展允许对星系
演化做更好的模拟，并且观测技术的改进也提供了许多遥远星系经历合并事件的数据与资料。在1994年发现我们的卫星
星系，人马座矮椭球星系(SagDEG)，正在被银河系逐渐的撕裂和吞噬之后，这种事件被认为在大星系的演化中是十分普遍
的。麦哲伦云是我们的卫星星系，无疑的将来也会遭受和人马座矮椭球星系相同的命运。合并掉大的卫星星系的事件或许可以解释M31(仙女座大星系)看起来有双重核心的问题。
人马座矮椭球星系环绕我们我们银河系的轨道几乎是垂直银河盘面的，他正在穿越盘面，每次穿越时恒星都会被剥离并进入
我们银河系的银晕内，最后，人马座矮椭球星系将只会剩下核心。尽管如此，他剩余得质量仍然与巨大的球状星团，像半
人马座ω星团和G1一样，但看起来则相当不同，因为有大量神秘的暗物质出现，使它的表面密度较低，而一但成为球状星团，神秘的暗物质含量可能就很少了。
更多的矮星系与银河系正在进行合并的例子是大犬座矮星系，被认为和2003年发现的麒麟座环和2005年发现的室女座星流有关。
螺旋星系的名称来自由核球向外成对数螺旋在星系盘内延展，并有恒星形成的明亮螺旋臂。虽然有时很难辨明，例如
螺旋臂有丛生的絮结时，但螺旋臂相对的可以区分出有星系盘结构却没有螺旋臂的透镜星系。
螺旋星系的星系盘外通常会有庞大的球形星系晕包围着，其中主要的成员是年老的第二星族恒星，也有许多被聚集在环绕着星系核的球状星团内。
林达博先生是研究螺旋臂形成的先驱，他意识到恒星要恒久保持螺旋臂的形状会遭遇到"缠绕困境"而难以维持住，因为星系
盘中天体的环绕速度会随着至中心的距离而变化，一条向外辐射出的臂(像车轮的辐条)很快就会因为星系的自转弯成弧
线。星系只要自转几周之后，螺旋臂的曲率就会增加至紧紧缠绕着星系的核球。但观测到的却不是如此。
第一个令人可以接受的理论是林家翘与徐遐生两人在1964年发明的，他们建议螺旋臂只是螺旋密度波的显示。他们假设恒星在细长的椭圆轨道上并且原来
的轨道方向是互有关联的，也就是说，椭圆以很平顺的方式随着与核心距离的增加逐渐改变了他们的方向。这就是图中所说明的，很清楚的观察到椭圆轨道在
某些区域紧密结合在一起的"现象"就是螺旋臂。
我是林家翘与徐遐生先生的仰慕者，我的渐开线计算公式，是研究螺旋星系的好工具！
天文学家根据美国宇航局"哈勃"太空望远镜的观测数据研究发现，太空中美丽的螺旋星系曾经都是"丑小鸭"。天文学家认为，在宇宙的早期，螺旋星系
并不是如今的模样，而是呈现一些奇怪的、畸形的外观，后来才慢慢演化成螺旋形状。
近一半的螺旋星系，包括银河系，它们在60亿年前呈现出一些非常奇怪的形状。天文学家认为，这些奇怪的星系应该是通过碰撞和合并等过
程形成螺旋星系的。尽管通常认为星系合并事件在80亿年前就已经开始大幅减少，但是研究表明，在那之后星系合并事件发生频率仍然很高，
并一直持续到40亿年前。此外，还有一种被广泛认同的观点就是，星系合并会形成椭圆星系。但是，恰恰与这种观点相反，有科学研究团
队支持另一种想定，那就是宇宙碰撞会形成螺旋星系。
在研究团队于《天文学和天体物理学》杂志上发表的另一篇研究论文中，天文学家提出了"螺旋再造"的假设。这种假设认为，那些受到富
含气体的合并者影响的奇怪星系会慢慢再生为一种巨型螺旋。尽管银河系也是一个螺旋星系，但是它似乎少了些戏剧性变化过程。它的形成
历史相对平静，而且在一段天文时期内避开了许多剧烈的碰撞。然而，巨大的仙女座星系则没有这么幸运，它非常符合这种"螺旋再造"的假设。
在这里，提一个内行的问题是必须的，就是
星系是如何形成的？
这个问题依然是天文物理学中最活跃的一个研究领域，并且继续延伸至星系演化的领域，而有些观念与看法已经被广泛的接受。
从宇宙微波背景辐射的观测已经证实，在大霹雳之后，宇宙有一段时间是非常同质性的，其间的起伏低于十万分之一。
今天最能被接受的观点是原始扰动的成长形成今天我们所观察到的所有结构，原始扰动诱发局部地区气体的物质密度增加，形成星
团和恒星。这种模型的一种结果是在早期宇宙的一些地区因为有较高一点的密度而形形成了星系， 因此星系的诞生与早期宇宙的物理息息相关。
在这个领域的研究有许多都聚焦在我们自己的银河系，因为它是最容易观察的星系。这些观察必须能解释，或至少不再增加分歧
的意见，星系演化的理论，包括:星系盘十分的薄、密度和自转。 星系晕非常巨大、稀薄、没有自转(或是只有微量的顺向或逆向的转动)，也没有可观察
出的结构。存在于星系晕中的恒星和星系盘中的比较，通常都非常老和金属量非常少(此处是一个对比，但是这些资料之间没有绝对的关联性)。
一些天文学家曾经鉴定出一些介于两者之间的恒星，有人称之为"低金属密实盘"(metal weak thick disk)，也有人称为"
特殊第二族星"，不一而足。如果确实有明显的区分，她们的描述将如同贫金属星(但晕星并不那么缺乏金属，也没有那么
老)，并且轨道非常靠近星盘，有点儿"虚胖"的，较厚的星盘形状。
球状星团是典型的老与贫金属，不是所有的都像大多数的一样是贫金属，而且/或许有些是比较年轻的恒星。在球状星团中有些
恒星的年龄看起来好像和宇宙一样老!(使用完全不同的测量和分析方法)在每个球状星团之中，实际上都是在同一个时间诞生的。(只有少
数几个显示有不同世代的恒星分别诞生)轨道细小(接近星系中心)的球状星团，轨道接近星盘(对星盘是低倾斜的)和低离心率(比较圆
些)，而距离较远的球状星团轨道来自所有的方向，也有较高的离心率。高速云，中性氢的云气，如雨般的向星系坠入，并且推测从
一开始就是如此。(这是形成星盘中的云气与恒星诞生所必须的来源)
有相当大的总角动量 中心有核球的结构，被周围的星系盘环绕着。核球类似椭圆星系，有许多老年属于第二星
族的恒星，并且通常会有超重黑洞隐藏在中心。 星系盘是扁平的，伴随着星际物质、年轻的第一星族恒星、和疏散星团，共同绕着核球旋转。
具有漩涡结构的河外星系，在哈勃的星系分类中用S代表。螺旋星系的螺旋形状，最早是在1845年观测猎犬座星系
M51时发现的.螺旋星系的中心区域为透镜状，周围围绕着扁平的圆盘.从隆起的核球两端延伸出若干条螺线
状旋臂，叠加在星系盘上。除了旋臂上集聚高光度O、B型星、超巨星、电离氢区外，同时还有大量的尘埃
和气体分布在星系盘上。从侧面看在主平面上呈现为一条窄的尘埃带，有明显的消光现象。
好了，本人啰里啰嗦写这么多，其实是想表明我的观点，即宇宙始于大爆炸，这个理论，真真的是
想当然。
观察发现，现在宇宙在膨胀，其回溯点（奇点），是宇宙的中心位置，对此，我不以为然。
其实，宇宙很可能是半当中开始膨胀！
至于渐开线方程，应该为:
x=r×cos(θ+α)+(θ+α)×r×sin(θ+α)
y=r×sin(θ+α)-(θ+α)×r×cos(θ+α)
由于星系有厚度h，所以z不等于0，z=h
式中，r为基圆半径;θ为展角，其单位为弧度
展角θ和压力角α之间的关系称为渐开线函数
θ=inv(α)=tan(α)-α
式中，inv为渐开线involute的缩写（本文作者刘洪斌）
阿瑞氏轮毂小课堂：从蛮荒到火星 载动人类文明的轮子史
轮子作为六大经典简单机械之一（斜面、杠杆、滑轮、螺旋、楔、轮轴），虽然看似只是简简单单一个圆，但这个圆的每一次革新，都带来了人类文明的巨大进步。
什么是圆？早在公元前400多年前的春秋战国时期，先贤墨子就曾经给出了精准的对于“圆”的定义：一中同长也。从一个中心点到边的每一个位置都是同等长度，这样的形态保证了运动的时候重心不变，不会因重心起伏而消耗动力。同时由于滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力，这样的特性用于搬运重物，比起肩扛手提或者拖行等传统的人力方式而言，无论效率还是省力程度都大大增加。
远古人类在明白这些理论知识以前就已实际利用圆的这一特性来搬运猎物或者其他重物。滚动的树干加上一个平面，虽然跟今天相比极为粗糙不便，但在人类文明史上却有着举足轻重的意义。据说公元前2500年的古埃及人就是使用这种方式移动重达百万吨的巨石，修建起如此宏伟的金字塔。
但是不断把一根根圆木反复移动到前面，本身就是一件非常费力的事情，有没有可能让圆木固定在要搬运的物体上，不用搬来搬去呢？6000年前，美索不达米亚的苏美尔人已经知道把一根完整的圆木截短成一截截短木桩，中间挖个洞用树干相连，上面架设木板造成了早期的车。这个粗糙却伟大的发明不但具备了今天轮子的雏形，更开启了轮子历史上一个极为经典而永恒的课题：轻量化。在实际使用中，人们不难发现更轻的轮子更省力，运动起来也更灵活。从完整的圆木到短木桩，堪称轮子轻量化道路上的第一座里程碑。今天我们可以在苏美尔人的壁画甚至文字记载上看到对这种带有轮子的车辆的记录，但至于这是不是最早的带轮子的车，其实考古正在不断刷新我们对此的认知。
苏美尔人的车历史意义重大，但是在使用过程中不难发现有一些非常致命的问题，比如短木桩本身强度不足，载重量有限；再比如树干并不见得会生长成一个完美的正圆，要找一棵适合做轮子的树本身就不大容易；还比如早期轮轴相对固定的连接方式既不结实也不方便。所以公元前2600年，同样是在人类文明起源的两河流域，我们可以看到在当时的战车上启用了木板拼接而成的轮子，板与板之间有梁相连，最重要的是实现了轮轴分离，使用的时候轮动轴不动，在往后的数千年之间，车的形态基本都来自于这一雏形。
车的发明再次给人类文明带来巨大的改变，有了车，让人类得以远行，并且携带较重的物品远行，不同地区的人得以相互交流，人的迁徙带来了文明的交汇融合。今天的地球村有飞机轮船火车网络相连接，而这一连接最早的起源就是粗糙的木轮车。
但是木板轮还是太重了，尝到了轮子轻量化好处的人们不难想到，如果在木板轮上掏几个洞，那不就更轻了吗？这一思路最终形成了辐条，至此今天轮子的基本部件：轮辋、轮毂、轮辐、轮轴全部齐备。
谁发明了最早的辐条，其实并不可考，也并无定论。一般倾向于各个文明分别发明出了辐条。据中国传说，发明辐条的是大禹治水时期的奚仲，他将黄帝时代流传下来的车进行了全方位的改进，并且发明了连接轮毂与轮辋的轮辐，使车在行进过程中更加灵活，也更加舒适。大禹因此封他为车服大夫，历史也留下了奚仲造车的记载。
木头毕竟不是一种经受得住长期磨损的材质，人们很快发现轮毂与车轴相连接的位置非常容易损坏。于是随着冶金技术的发展，人们又发明了更加耐磨的金属轴承。我们不知道轴承发明的具体时间，但是早在春秋时期就已经有了对轴承的记载，称之为“车軎（音未）”。车軎的出现避免了轮毂与轮轴的直接摩擦，大大增加其使用寿命。同时支撑起车轮减少晃动，而且进一步增加了轮子转向时的灵活性。
随着人需要运输的货物越来越重，路程越来越远，木质不够结实的局限再次显露出来。于是人们把木轮的边缘包上铜箍或者铁箍，以增加其强度。当然，不是没有人尝试过使用铁质的轮子，然而由于铁轮太重，行动远比木轮费力，而且对传统土路的破坏极大，所以未能流行开来，很快被废弃了。
直到大规模采矿日渐发达，人们需要一种比把矿石背出来更好的传输方式，而矿场路面崎岖，碎石磷峋，普通的车也难以行进，于是人们不得不铺上平整的石板，可是往矿洞里铺石板难度何其之大？就有聪明的人铺设木质轨道，包以铁皮，终于让矿石源源不断地运了出来。木轨最终进化成了更耐腐蚀，更能承重的铁轨，而有了铁轨之后，更能承重的铁轮也终于有了用武之地，火车的雏形由此诞生。
说回民用车，木质车轮发明数千年以来一直面临一个问题，那就是古代的路面实在不够平整，车又没有减震，一天的车坐下来说人被颠散架了还真不是夸张。于是有个叫固特异的人想到，能不能用柔软有弹性的橡胶包裹车轮来减震呢？但是当时的天然橡胶有一个无法回避的问题，那就是遇热会变黏，碰上低温又会变硬失去弹性。为了解决这一缺陷，毫无科研基础的固特异开始往橡胶中掺杂各种材料来做实验，这种神农尝百草式的研究方式不可避免的花费巨大且进展缓慢，也让固特异债台高筑，甚至一度因此锒铛入狱。但他毫不气馁，出狱后继续研究，直至1839年，才偶然发现掺入硫磺的天然橡胶能够有效解决这些弊病。但是掺入多少？什么时候掺？要不要其他添加剂？从初步发现到最终确定正确的温度和配方又耗费了5年的时间。1844年，固特异终于为他的硫化橡胶轮胎申请了专利。这种新型橡胶比天然橡胶弹性更高，耐热耐磨损，经久耐用。高温下不会变黏，低温下也依旧能够保持弹性，遇到有机溶剂也不会溶解。可是固特异最终并没有在这一发明上获得什么好处，直到他潦倒去世，还欠了20万美元的债务。
固特异发明的实心橡胶轮胎被使用了近40年，由于实心橡胶过于沉重，弹性又太强，甚至能把人从车上颠飞，很不安全。有一个叫邓禄普的人因为儿子骑车摔伤，从浇水的橡胶软管得到启发，在1888年发明了充气轮胎。充气轮胎保留了橡胶的弹性，又有空气来进一步减震缓冲，同时大大减轻了重量。轮子的安全性和轻量化这两大指标再一次得到了增强。
可是充气轮胎发明之后一直只运用在自行车等轻型车辆上，没人相信充气轮胎可以承载起沉重的汽车。为了打破这一偏见，米其林兄弟将充气轮胎安装在汽车上，并于1895年6月亲自驾驶安装充气轮胎的汽车参加法国巴黎汽车比赛，出色的发挥终于让人们相信了充气轮胎的安全性。之后为了更好地防滑，人们给充气橡胶轮胎表面加上花纹，又发明了更加耐磨的子午线轮胎，轮胎终于发展成了我们如今所看到的样子。
今天，固特异、邓禄普和米其林都是非常著名的轮胎品牌，这些为轮胎发展做出杰出贡献的伟人的名字，正在以另一种方式被人所牢牢记住。
说回轮子本身，随着车辆的动力从人力、畜力转变为机械动力，也随着更加坚硬的路面的出现，钢铁材质的轮子终于再次从铁轨上下来，跟充气轮胎一起组成了我们今天所看到的汽车。但是人类没有放弃过对于轻量化和高强度这两个轮子的终极课题的追求，而随着科技的发展和商业化大生产的实现，很多原本只能使用在航空航天等高精尖领域的高端材料也成功实现了民用化、普及化。今天更轻、强度更高、散热性更好的铝合金车轮已经大幅度代替了传统的钢铁车轮，而镁合金、碳纤维、稀土合金等材质的价格也在越来越亲民。让人振奋的是，中国正在轮毂制造领域迎头赶上，某些方面甚至还隐隐领先。比如上海阿瑞氏(aruis)汽车轮毂独有的DPT铝合金纳米净化成型技术，通过稀土材料的添加和控制精准的热处理，让轮毂无论在轻量化还是强度上都能够远超同类产品，辅以经过改进的最新旋压技术和复合锻造技术，让国产铝车轮摆脱代工和低端的刻板印象，成功打出了高端、尖端的品牌形象。
人类会就此满足吗？我想不会。因为材质与工艺的进步永不停息。今天中国玉兔二号月球车所使用的筛网轮，单个重量仅有几百克（NASA火星车所使用的轮子也是类似结构）。还有彻底抛弃轮毂与轮辐，只保留轮圈的空心轮；可以随意转向，让停车从此再也不是难题的万向轮和球形轮；可以在轮子和履带之间切换形态的变形轮；让人再也无需担心爆胎的免充气轮。人类文明的发展不会止步，轮子的进化也永远充满无限可能。
轮子作为六大经典简单机械之一（斜面、杠杆、滑轮、螺旋、楔、轮轴），虽然看似只是简简单单一个圆，但这个圆的每一次革新，都带来了人类文明的巨大进步。
什么是圆？早在公元前400多年前的春秋战国时期，先贤墨子就曾经给出了精准的对于“圆”的定义：一中同长也。从一个中心点到边的每一个位置都是同等长度，这样的形态保证了运动的时候重心不变，不会因重心起伏而消耗动力。同时由于滚动摩擦力远远小于滑动摩擦力，这样的特性用于搬运重物，比起肩扛手提或者拖行等传统的人力方式而言，无论效率还是省力程度都大大增加。
远古人类在明白这些理论知识以前就已实际利用圆的这一特性来搬运猎物或者其他重物。滚动的树干加上一个平面，虽然跟今天相比极为粗糙不便，但在人类文明史上却有着举足轻重的意义。据说公元前2500年的古埃及人就是使用这种方式移动重达百万吨的巨石，修建起如此宏伟的金字塔。
但是不断把一根根圆木反复移动到前面，本身就是一件非常费力的事情，有没有可能让圆木固定在要搬运的物体上，不用搬来搬去呢？6000年前，美索不达米亚的苏美尔人已经知道把一根完整的圆木截短成一截截短木桩，中间挖个洞用树干相连，上面架设木板造成了早期的车。这个粗糙却伟大的发明不但具备了今天轮子的雏形，更开启了轮子历史上一个极为经典而永恒的课题：轻量化。在实际使用中，人们不难发现更轻的轮子更省力，运动起来也更灵活。从完整的圆木到短木桩，堪称轮子轻量化道路上的第一座里程碑。今天我们可以在苏美尔人的壁画甚至文字记载上看到对这种带有轮子的车辆的记录，但至于这是不是最早的带轮子的车，其实考古正在不断刷新我们对此的认知。
苏美尔人的车历史意义重大，但是在使用过程中不难发现有一些非常致命的问题，比如短木桩本身强度不足，载重量有限；再比如树干并不见得会生长成一个完美的正圆，要找一棵适合做轮子的树本身就不大容易；还比如早期轮轴相对固定的连接方式既不结实也不方便。所以公元前2600年，同样是在人类文明起源的两河流域，我们可以看到在当时的战车上启用了木板拼接而成的轮子，板与板之间有梁相连，最重要的是实现了轮轴分离，使用的时候轮动轴不动，在往后的数千年之间，车的形态基本都来自于这一雏形。
车的发明再次给人类文明带来巨大的改变，有了车，让人类得以远行，并且携带较重的物品远行，不同地区的人得以相互交流，人的迁徙带来了文明的交汇融合。今天的地球村有飞机轮船火车网络相连接，而这一连接最早的起源就是粗糙的木轮车。
但是木板轮还是太重了，尝到了轮子轻量化好处的人们不难想到，如果在木板轮上掏几个洞，那不就更轻了吗？这一思路最终形成了辐条，至此今天轮子的基本部件：轮辋、轮毂、轮辐、轮轴全部齐备。
谁发明了最早的辐条，其实并不可考，也并无定论。一般倾向于各个文明分别发明出了辐条。据中国传说，发明辐条的是大禹治水时期的奚仲，他将黄帝时代流传下来的车进行了全方位的改进，并且发明了连接轮毂与轮辋的轮辐，使车在行进过程中更加灵活，也更加舒适。大禹因此封他为车服大夫，历史也留下了奚仲造车的记载。
木头毕竟不是一种经受得住长期磨损的材质，人们很快发现轮毂与车轴相连接的位置非常容易损坏。于是随着冶金技术的发展，人们又发明了更加耐磨的金属轴承。我们不知道轴承发明的具体时间，但是早在春秋时期就已经有了对轴承的记载，称之为“车軎（音未）”。车軎的出现避免了轮毂与轮轴的直接摩擦，大大增加其使用寿命。同时支撑起车轮减少晃动，而且进一步增加了轮子转向时的灵活性。
随着人需要运输的货物越来越重，路程越来越远，木质不够结实的局限再次显露出来。于是人们把木轮的边缘包上铜箍或者铁箍，以增加其强度。当然，不是没有人尝试过使用铁质的轮子，然而由于铁轮太重，行动远比木轮费力，而且对传统土路的破坏极大，所以未能流行开来，很快被废弃了。
直到大规模采矿日渐发达，人们需要一种比把矿石背出来更好的传输方式，而矿场路面崎岖，碎石磷峋，普通的车也难以行进，于是人们不得不铺上平整的石板，可是往矿洞里铺石板难度何其之大？就有聪明的人铺设木质轨道，包以铁皮，终于让矿石源源不断地运了出来。木轨最终进化成了更耐腐蚀，更能承重的铁轨，而有了铁轨之后，更能承重的铁轮也终于有了用武之地，火车的雏形由此诞生。
说回民用车，木质车轮发明数千年以来一直面临一个问题，那就是古代的路面实在不够平整，车又没有减震，一天的车坐下来说人被颠散架了还真不是夸张。于是有个叫固特异的人想到，能不能用柔软有弹性的橡胶包裹车轮来减震呢？但是当时的天然橡胶有一个无法回避的问题，那就是遇热会变黏，碰上低温又会变硬失去弹性。为了解决这一缺陷，毫无科研基础的固特异开始往橡胶中掺杂各种材料来做实验，这种神农尝百草式的研究方式不可避免的花费巨大且进展缓慢，也让固特异债台高筑，甚至一度因此锒铛入狱。但他毫不气馁，出狱后继续研究，直至1839年，才偶然发现掺入硫磺的天然橡胶能够有效解决这些弊病。但是掺入多少？什么时候掺？要不要其他添加剂？从初步发现到最终确定正确的温度和配方又耗费了5年的时间。1844年，固特异终于为他的硫化橡胶轮胎申请了专利。这种新型橡胶比天然橡胶弹性更高，耐热耐磨损，经久耐用。高温下不会变黏，低温下也依旧能够保持弹性，遇到有机溶剂也不会溶解。可是固特异最终并没有在这一发明上获得什么好处，直到他潦倒去世，还欠了20万美元的债务。
固特异发明的实心橡胶轮胎被使用了近40年，由于实心橡胶过于沉重，弹性又太强，甚至能把人从车上颠飞，很不安全。有一个叫邓禄普的人因为儿子骑车摔伤，从浇水的橡胶软管得到启发，在1888年发明了充气轮胎。充气轮胎保留了橡胶的弹性，又有空气来进一步减震缓冲，同时大大减轻了重量。轮子的安全性和轻量化这两大指标再一次得到了增强。
可是充气轮胎发明之后一直只运用在自行车等轻型车辆上，没人相信充气轮胎可以承载起沉重的汽车。为了打破这一偏见，米其林兄弟将充气轮胎安装在汽车上，并于1895年6月亲自驾驶安装充气轮胎的汽车参加法国巴黎汽车比赛，出色的发挥终于让人们相信了充气轮胎的安全性。之后为了更好地防滑，人们给充气橡胶轮胎表面加上花纹，又发明了更加耐磨的子午线轮胎，轮胎终于发展成了我们如今所看到的样子。
今天，固特异、邓禄普和米其林都是非常著名的轮胎品牌，这些为轮胎发展做出杰出贡献的伟人的名字，正在以另一种方式被人所牢牢记住。
说回轮子本身，随着车辆的动力从人力、畜力转变为机械动力，也随着更加坚硬的路面的出现，钢铁材质的轮子终于再次从铁轨上下来，跟充气轮胎一起组成了我们今天所看到的汽车。但是人类没有放弃过对于轻量化和高强度这两个轮子的终极课题的追求，而随着科技的发展和商业化大生产的实现，很多原本只能使用在航空航天等高精尖领域的高端材料也成功实现了民用化、普及化。今天更轻、强度更高、散热性更好的铝合金车轮已经大幅度代替了传统的钢铁车轮，而镁合金、碳纤维、稀土合金等材质的价格也在越来越亲民。让人振奋的是，中国正在轮毂制造领域迎头赶上，某些方面甚至还隐隐领先。比如上海阿瑞氏(aruis)汽车轮毂独有的DPT铝合金纳米净化成型技术，通过稀土材料的添加和控制精准的热处理，让轮毂无论在轻量化还是强度上都能够远超同类产品，辅以经过改进的最新旋压技术和复合锻造技术，让国产铝车轮摆脱代工和低端的刻板印象，成功打出了高端、尖端的品牌形象。
人类会就此满足吗？我想不会。因为材质与工艺的进步永不停息。今天中国玉兔二号月球车所使用的筛网轮，单个重量仅有几百克（NASA火星车所使用的轮子也是类似结构）。还有彻底抛弃轮毂与轮辐，只保留轮圈的空心轮；可以随意转向，让停车从此再也不是难题的万向轮和球形轮；可以在轮子和履带之间切换形态的变形轮；让人再也无需担心爆胎的免充气轮。人类文明的发展不会止步，轮子的进化也永远充满无限可能。
#尿沉渣# 最近读到一篇日本尿沉渣标准文件时出现了这样一个名词“humped spherocyte" 和配图（图1）。这个名词英文原意是”隆起的球形细胞，这个名词和概念我们以前似乎没有，我推荐将其翻译为”凸球形细胞“，其形态特点就是在一个球形红细胞的上再凸出一个小球形。文献后面的解释我尝试翻译如下：当检测到凸球形细胞时，背景中通常会同时发现孤立的小球样片段，而这些片段不应算作红细胞。还有重要一点，这种红细胞不属于肾小球性红细胞。最近在尿镜检中也发现有相同的红细胞（图2，3）。是不是也应该在我们的书中列入呢？最近在编写专家共识时候，我们将其称为瘤状凸起细胞，其实叫凸球形细胞可能更恰当吧。
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