熱氣球不似跳傘、滑翔傘那麼刺激，卻也能以上帝的視角俯瞰世界，最接近太陽的地方看日出又是另一番景象。隨著冷空氣不斷被加熱，熱氣球逐漸上升，駕駛員不斷點燃燃燒器促使熱氣球穩定的飛行，沒有任何失重感視野開闊老少皆宜，乘坐者站在籃筐內享受一場視覺盛宴。
2019年10月上映的電影《熱氣球飛行家》，由「小雀斑」埃迪·雷德梅恩領銜主演，講述在1862年，熱氣球駕駛員Amelia Wren和科學家James Glaisher踏上了一段非凡的旅程，乘坐熱氣球去尋找天堂的奧秘。在飛行過程中，他們的飛行高度突破了世界紀錄，也有了令人驚嘆的發現。然而當他們即將達到大氣層時，被迫為了生存而展開史詩般的鬥爭。
電影《熱氣球飛行家》海報
本期，說說熱氣球的故事。
人類發明熱氣球的過程如何，熱氣球又承載的人類怎樣的夢想？
氣球，是人類創造的第一種載人航空器。
氣球的雛形最早源自中國，但它真正的發展則是在法國。人們駕駛著氣球，飛躍海峽，橫跨大陸，伴隨著探索。氣球有230年的飛行史，經歷了許多艱難曲折，才發展成了獨特並具有廣泛用途的飛行器。
20世紀隨著飛機的出現，氣球不再用於載人飛行，而有了很多新的用途，比如高空物理探測、氣象、旅行、商業廣告等。讓我們和知行攝旅行一起了解一下飛機時代之前的氣球時代的故事吧。
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《淮南子》與莘七娘
早在公元前3世紀，人們就發現了氣球賴以升空的原理。這就是古希臘科學家阿基米德發現的浮力定律。這個定律告訴我們：物體在流體中所受到的浮力等於它所排開的同體積的流體的重量。但這條原理沒有直接發展出氣球技術。
人們在長期的實踐中發現，熱空氣比冷空氣輕。早在2000年前的中國西漢時期，《淮南子》一書中記載：「取雞子，去其汁，燒艾火納空卵中，疾風因舉之飛」。大意是說，將雞蛋抽空，在蛋殼中點火使空氣加熱，蛋殼就會飛起來。雖然根據理論計算的實驗，由於蛋殼太小充滿熱空氣後並不能產生足夠的升力升空，但這是迄今為止發現的關於熱氣球升空原理的最早記載。西漢《淮南子》裡的飛行「夢想」，歷史意義是很大的。
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一位中國五代時期的女科學家，與熱氣球原理有關。五代的莘七娘在入閩作戰時，使用了一種稱為松脂燈的紙燈作為軍事信號。在紙燈的下部固定了一隻松脂蠟燭，蠟燭燃燒後，燈內的空氣被加熱，從而產生升力，讓紙燈升空。松脂燈是世界上最早的熱氣球。可惜，後人沒有利用這個原理發展成載人飛行。
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蒙哥爾費兄弟，真正的熱氣球之父
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1782年，一次法國巴黎的博覽會上，一些藝人展示了一種日本燈，以蠟燭助燃，可以慢慢升空。是莘七娘的松脂燈的一種流變。這場無意中的表演，誘發了航空史上第一次偉大的飛躍，載人飛行器的實現。
當時的觀看日本燈表演的觀眾中，有一對法國兄弟，哥哥叫約瑟夫·蒙哥爾費（1740-1810），弟弟叫埃蒂納·蒙哥爾費（1745-1799），他們是一位造紙廠商的孩子。兄弟二人都對科學發明很感興趣。特別是約瑟夫曾經研究過著名英國化學家普列斯特利的著作。這些著作中詳細描述了輕於空氣氣體的性質。約瑟夫聯想到使日本燈升空的很可能是一種比空氣輕的氣體。於是兄弟二人決定開始了實驗。
從巴黎回到昂諾內的家中後，約瑟夫製作了一個大紙袋，將紙袋口朝下放在爐子上，使熱空氣和煙充入紙袋。很快紙袋就升到了天花板上。第二步，約瑟夫又製作了一個絲織的口袋，將熱煙充入口袋後，口袋升到了20多米的空中。實驗的成功不僅刺激了約瑟夫，也激發了埃蒂納的熱情。兄弟二人聯手合作投入到熱氣球的實驗當中。
有趣的是蒙哥爾費兄弟一直認為熱煙是一種特殊的氣體而不是熱空氣。所以，他們花費了大量的精力去試驗不同物質燃燒後產生的熱煙，試圖找到一種有效的浮升氣體。他們試驗過溼稻草、羊毛、木材、舊皮鞋甚至腐肉。可想而知，這些試驗是不會有效果的。但他們執著的試驗，驚動了法國科學院的科學家們。
科學院派專人來昂諾內要求蒙哥爾費 兄弟證明他們的發明。1783年6月4日，在昂諾內鎮的廣場上人們挖了一個大坑，坑內放滿了稻草和羊毛。蒙哥爾費兄弟將稻草和羊毛點燃，然後將產生的熱煙充入到一隻直徑約11米的氣球中。在充氣時，需要8個壯漢緊緊抓住氣球的繩索，使得氣球不會離地。當氣球中充滿熱煙後，繩索被鬆開，氣球逐漸升到約457米的空中，飛行了約10分鐘，降落在1.6公裡外的地方。
蒙哥爾費熱氣球比我國的松脂燈晚了約800多年，在原理上沒有突破，但是由於蒙哥爾費兄弟一開始就力圖使熱氣球向大型化發展。就在廣場實驗的第二天，蒙哥爾費兄弟製作了一隻直徑30.5米的熱氣球，他們的實驗向載人飛行邁出了重要的一步。
蒙哥爾費 兄弟的成功震動了法國科學院，名噪一時。整個法國都在談論氣球。法國科學家夏爾一直在致力於氫氣的研究。他認為氫氣比空氣輕得多，升力的效果可能比蒙哥爾費兄弟的熱煙更好。於是夏爾請人幫助製作了一隻直徑3.7米的氣球，重量約11公斤。1783年8月27日。成千上萬的巴黎人前來觀看夏爾的氫氣球試驗。這隻氫氣球是在頭天晚上充好氣運到試驗地點的。當氫氣球的繩索鬆開時，氣球慢慢升起，一直升到了900米的空中。它在空中飄蕩了將近1小時，最後於24公裡外的農莊降落。當地農民看到這個從天而降的怪物大驚失色，急忙喚來牧師。牧師認定它是來自地獄，於是農民們一擁而上把氣球撕成了碎片。
氫氣球的升空成功，更大的刺激了蒙哥爾費兄弟的想像力。同時，法國國王路易十六對氣球的飛行試驗也非常感興趣。國王路易十六把蒙哥爾費兄弟邀請到巴黎製作氣球，並要他們在凡爾賽宮進行表演。
1873年9月19日，蒙哥爾費 兄弟製作了一隻高17米、直徑12.5米的大氣球。這隻氣球裝飾得很漂亮，還配有法國皇家的標誌。這天早上，國王帶領著王后和滿朝文武來到凡爾賽宮。在廣場中央堆起一座高臺，臺中挖有大坑，為了助燃。大約過了一個半小時的時間，氣球才充氣完畢。約瑟夫·蒙哥爾費 將一隻公雞、一隻鴨子和一隻綿羊放在一個籃子裡，掛在氣球下面。三聲炮響之後，熱氣球升空了，直升到518米的空中，飛行了8分鐘後氣球降落，著陸在3.2公裡之外的農田裡。除公雞的翅膀收了一點傷外，綿羊和鴨子都安然無恙，路易十六大喜，賜名熱氣球為蒙哥爾費氣球。同年11月21日，兩名青年科學家F.P.羅齊埃和M.達爾朗德乘坐蒙哥爾費氣球，在巴黎上空飄行25分鐘，平安降落在距起飛地約8.9公裡的地方,這是人類第一次升空航行。
隨後熱氣球的技術不斷發展，1862年9月5日，英國氣象學家格萊徹爾和氣球飛行家柯克斯韋爾乘坐氣球上升到了9000米高空。這是人類第一次飛到高層空間。1934年10月23日，皮卡德與夫人乘坐氣球壓力艙升到了17358米的高度，這是女性第一次進入同溫層。
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熱氣球的各種應用
氣球，在航空器中雖然是最簡單的，但它的用處還是很多的。
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【氣象探測】氣象探測是氣球最重要的用途。早在夏爾發明氫氣球時，他就攜帶了氣壓計升空。這是人類最早的應用氣球進行氣象探測的行為。在此之後，當布朗夏爾飛越英吉利海峽時，他不僅攜帶了氣壓計和溫度計，而且帶了風向標。1896年世界氣象大會之後，氣球被廣泛應用到了氣象探測中。
【汙染監測】隨著工業的發展，大氣汙染越來越嚴重。氣球用於大氣汙染監測有特殊的優點：第一，氣球可以長時間的停留在空中搜集大氣數據，其他飛行器難以做到；第二，氣球由於可以隨風飄蕩，因而特別適用於來監測汙染物隨大氣流動散播的情況；第三，氣球的製作成本比較低。
【為航天服務】在太空人進入太空之前，有許多問題要解決。其中之一就是宇宙射線對生物的影響。只有氣球能夠以最小的代價飛到幾千米的高空中，去測試射線對於太空人有哪些危害。
除了作為飛行器，氣球還用於商業廣告、旅遊、體育運動和軍事偵察等領域。
載人氣球從1783年開始，經歷了200多年的歷史，它是人類擁有飛機之前的巨大發明。
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