100多年的车轮知识（车轮趣味史）

轮子，是人类最伟大的发明之一。

从物理上来说，轮子的运作非常省力，它大大地提升了人类的工作效率。

有人曾做过一个实验，一块490公斤的大石头，用不同的方式来移动，分别需要多大的力量。

结果发现，当这块石头沿着采石场地面移动时，需要344公斤的推力；当它沿着木板地面移动时，需要296公斤的推力。

如果将大石头放在直径7.6cm的轮子上进行滚动，那么它在地面移动时，只需要15公斤的推力；而在木板上移动时，只需要10公斤的推力。

由此可见，轮子将动力效果神奇地提升了将近30倍。

从原创性上来说，轮子堪称机械之母。没有轮子，就没有人类的机器时代。

在车轮出现之前

在车轮出现之前，人们是用橇来移动重物的。

早在公元前7000年左右，人们就在木板上系着绳子，拖着橇来搬运重物。这和雪橇的原理一样，比人直接肩挑、手提、背驮、头顶更容易些。后来驯养了大型动物之后，人类便让牛、马这些家畜来拉木板。

但是在泥泞的道路、坡路、崎岖不平的道路上拖木板就没那么容易了。

古埃及人建金字塔

古埃及人巧妙地解决了这个问题。

他们使用了在木板下面垫上圆木的方法来移动重物。

金字塔就是利用该方法，将沉重的石头移动而建成的。

最早的“有轮车辆”

最早的“有轮车辆”符号

具体是谁将“橇”和“轮”结合在一起，发明了自由转动的“轮子”，现在已无法考证。

但最早在公元5500年左右，在两河流域美苏尔文明的乌鲁克城邦伊南娜神庙里，出现了“有轮车辆”的证据。

这是一种笨重的实心木轮，因为材料和加工工艺的问题，绝大多数都由三块木头拼起来，然后通过木制横梁加以固定。

类似的设计虽然看似笨拙却足够简单有效耐用，因而在很多偏远地区一直沿用了数千年之久。

有了轮子，并不一定有车子。因为车轮的运动，还需要一定的动力。车轮的出现，与古代人类驯化大型动物有关。

现代考古发现，在距今17000年前，石器时代的狩猎者就已经给驯化过的野马带上笼头，但车轮的出现却是较晚的事情。

马基本上是与青铜器时代一起到来的。在马车出现之前，车子主要是用牛拉动的。

大约在公元前2000年左右，马被驯化并用于拉车。

当马遇见了轮子，马车便出现了。

相对于此前用于运输货物且行动迟缓的牛车和驴车，马车的速度和机动性得到了大幅提升。

从这一点看，也可以看出轮子与车的关系，即没有适合拉扯的驯化动物，也就没有车。

不过中国人在古代发明了独轮车，靠人力就可以驱动一个轮子的车。

淮海战役中，人民群众推着独轮车为解放军运粮食

这一点比较特别，因为在世界其他地方都没有出现过独轮车。

独轮车在中国有着非常悠久的历史，直到现在，在偏远的山区，还有独轮车的存在。陈毅元帅就曾说过，淮海战役是用独轮车推出来的胜利。

美洲的羊驼，又名“草泥马”

人类学家戴蒙德在《枪炮、病菌与钢铁》一书中认为，在哥伦布发现新大陆之前，美洲之所以没有轮子和车，是因为缺乏驱动轮子的驯化动物。

因为美洲缺乏适合拉扯的牛和马，只有身体弱小的羊驼。因为没有轮子和车，美洲文明一直处在一种比较低级的原始状态。这也从反面证明了轮子对人类文明发展的重要性。

辐条轮

马车出现后，车轮就开始广泛使用，并很快走向成熟，最大的变化就是辐条轮的出现。

之前圆木形状的轮子虽然结实，但很笨重。

牛、马要想拉车走得更远，就必须减轻轮子的重量。

因此，公元前2000年左右便出现了挖掘圆木内部形态的轮子。这就是辐条轮。

它比圆盘形轮子轻，滚动速度快，冲击吸收力也强。

辐条轮式通过将木头加热弯曲、拼接成一个闭合的轮圈，以四到八根木制辐条代替笨重的木盘，辐射状固定于中央的轮毂，并最终支撑起轮圈。

古代亚述和埃及的车轮辐数在4~8之间；中国早期的车轮辐数多在18~30之间，老子就在《道德经》中说：“三十辐共一毂，当其无，有车只用”（《老子》十一章）。

因为车轮的出现，人类将运输效率提升了十几倍。这种划时代的变革，具有无法估量的历史意义。

在火车和汽车普及之前，马车一直是主要的运输和交通工具。

早期马车主要是运来拉货，后来用来载人，于是在欧洲有了越来越豪华的四轮马车。

与欧洲的四轮马车相比，中国的双轮马车，从秦汉到清末，2000多年几乎没有多少改变。

现代火车的诞生

经过几个世纪的积累和酝酿，工业革命终于在18世纪爆发，马车上的西欧率先进入现代社会。

随着蒸汽机时代的到来，马车也终于结束了自己的历史使命。

因为火车诞生了。

1825年9月27日，斯蒂芬森驾驶自己设计制造的“旅行号”蒸汽机车，装载着90吨货物和450名乘客，以时速20公里的速度，驶进了一个全新的轮子时代。

蒸汽机时代的钢铁车轮，彻底改变了这个世界。

瓦特蒸汽机普及之后，很快便被装在车上，取代马作为车子的驱动力。

在铁路火车出现的同时，一些蒸汽机车也被用于普通道路交通。这远在内燃机出现之前。“汽车”原意即蒸汽机车。

中国第一条铁路——吴淞铁路

在斯蒂芬森首次驾驶蒸汽机车的51年后，英国人用两根铁轨将吴淞和上海连接起来，用来牵引列车的蒸汽机车被命名为“天朝号”，时速达40公里。

这条中国最早的铁路，不久便被清政府以28万两白银买去，然后予以拆除。因为当时的中国人认为火车是一种“妖物”，而铁轨破坏了风水。

直到光绪七年（1881年），一条铁路终于在北方铺设成功，只是上面滚动的铁轮子仍由骡子拉动，故称“马车铁路”。

在姜文的电影《让子弹飞》的开头，就出现过“马拉火车”这种荒诞不经的场景，隐喻的就是当时中国社会处在一种新旧冲撞的矛盾状态。

火车的出现，使“日行千里”变成了现实。过去从苏州到上海，坐船需要三天时间。

20世纪初沪宁铁路开通后，乘火车只需要两个多小时。如今坐高铁从苏州到上海，仅需要半个小时。

自行车时代

作为近现代社会最常用的交通工具，自行车大概是人类发明的最成功的人力机械之一。

它的各项零件都属于简单机械，可就是这些简单机械经过技术组装，就能诞生成一部复杂机械。

自行车最早的雏形——木马轮

根据相关记载，自行车最早的雏形是由法国西夫拉克伯爵在1790年组建的“木马轮”。

木马轮其实就是将两个轮子装在木马上，骑在上面的人需要自己用脚拨地才能前行。

德赖斯双轮木马

第一辆可证实、被实际使用过的自行车，是德国人冯·德赖斯男爵所发明的。

1816年，德国贵族冯·德赖斯男爵在西夫拉克发明的基础上，增加了可控车把，便成了“德赖斯双轮木马”。

这辆自行车几乎全部由木头所制作，重达22公斤，带铜衬套的轮毂轴承，后轮刹车。据报道，德赖斯在1917年6月12日于曼海姆首次展示了这辆自行车，并在不到1个小时的时间里骑着它驶过了13公里的道路。

德赖斯双轮木马，相比传统的木马轮，整体重量比较轻，很像成人版的儿童玩具，因此很受当时人们的欢迎。

当时买了德莱斯双轮木马的花花公子们，纷纷跑到公园和人行道里骑行。因此，德赖斯双轮木马又被当时的人们称为“花花公子马”。

到了1820年，米兰、伦敦、纽约、费城等很多城市都禁止这种机器上街。很快，德赖斯双轮木马就被人们遗忘了，退出历史舞台。

19世纪上半叶，人类进入一个快速发展的蒸汽机时代。蒸汽火车能将人们带向更远的地方，人们的远行再也不必完全依赖马匹。很自然地，人们也很快遗忘了那个简单、轻便、靠人力驱动的德赖斯双轮木马。

历史在这里出现了一个很奇怪的错层，蒸汽火车和铁路的发明居然先于脚踏自行车。

正是因为这种错层的存在，才导致德莱斯双轮木马遭受了短暂的冷遇——它没有脚踏板，所以从严格的意义上讲，它不能算是自行车。

儿童平衡车

很有意思的是，曾经一度被遗忘近200年的德赖斯双轮木马，现在又迎来一次潮流复兴。

作为玩具车自行车，它是一种很适合帮助孩子学步、掌握平衡的工具。

在如今幼儿玩的“平衡车”上，我们依旧能看到德赖斯双轮木马的身影。

震骨车

1861年，法国人米肖父子改造了德国人德赖斯发明的自行车，这个工具在1868年巴黎博览会上被展出，引发了一波“自行车热”。

米肖父子在德莱斯机的前轮上装上了转动的曲柄和踏板，“脚踏两轮车”诞生了。

附加的脚踏意味着骑行者的双脚可以在骑行时全程离开地面了。

米肖自行车采用木头框架和马车车轮，脚踏板安装在前轮的曲轴上，后轮略小于前轮，车架上安装了车座，同时车座与车架之间填充了中间厚两端薄的板簧。轮胎采用的是铁箍带，可以保护木头的边缘。

这种轮胎有两个缺点，一方面路面不平会带来颠簸感，另一方面在硬路面骑行时会降低抓地力。

因为骑行时会震得全身骨头咔咔作响，所以当时的人们给它取了一个沿用至今的名字：震骨车。

而且这种车子车轮尺寸相当大，车身太高，上下车都很不方便。在骑行时，双脚需要尽量向前伸，非常没有安全感。骑这种车子要身怀绝技，骑行者骑它更像是在玩杂技。

19世纪70年代中期，震骨车逐渐被华丽的高轮车取代，这种自行车被称为“便士法新”，也被后人称为“大小轮车”，特点就是前轮很大，后轮很小。

便士法新的曲轴直接装在车轴上，脚踏板蹬一圈，车轮就旋转一周，所以想要速度更快，就需要使用更大的车轮。

随着车轮越来越大，为了降低重量，这时候开始在这种自行车使用钢丝辐条，轮胎也用薄橡胶带。钢丝辐条和薄橡胶带的使用大大的增强了减震功能。

骑便士法新，很容易从车上摔下来

但是便士法新独特的外形让它成为复古和另类的代名词，它像是一个异类，甚至让人觉得是一种误入歧途的发明。

因为它太怪异了。尽管它取代了震骨车，但骑行它依旧很不方便，骑行者很容易从车上摔下来。

一直到19世纪80年代，随着链传动、充气轮胎和变速齿轮的发明，自行车才进化出与现代自行车相差无几的形态。

约翰·坎普·斯塔利

1885年，约翰·坎普·斯塔利（John Kemp Starley）制造出第一辆真正意义上的现代自行车。

他称之为“罗孚安全自行车”（Rover Safety），这实际上就是一辆现代自行车。

自行车的终极形态终于面世了。

在整个20世纪，自行车的基本形状基本保持不变。

在过去的一个世纪里，自行车不变的外形，也解释了为什么现在我们觉得骑自行车是一件很质朴的事情。

罗孚安全自行车

无论外观还是骑行感受，罗孚安全自行车都跟现代自行车很相似。

这辆自行车的两个车轮尺寸差不多，装配的车座和车把高度也很合理，并且还搭载了链传动后轮。相比较于震骨车和便士法新，罗孚安全自行车的确更安全，速度也更快。

1887年，一位苏格兰兽医，名叫约翰·博伊德·邓禄普（John Boyd Dunlop），发明了充气轮胎。不错，这个邓禄普正是现在鼎鼎大名的邓禄普轮胎创始人。

这两项创新——安全自行车和充气轮胎——彻底改变了自行车。至此，自行车完成了其进化过程。我们现在骑的自行车，多多少少都有罗孚安全自行车的影子。

20世纪：自行车的普及和流行

在20世纪初到二战结束的这段时间里，城市自行车是最流行的交通工具。

即便是在摩托车和汽车问世之后的许多年里，它们依然是主要的交通工具之一。

说起自行车的普及和流行，就不得不提咱们中国了。

据史料记载，自行车传入中国最早是在19世纪60年代。上海是近代中国自行车保有量最大的城市。1898年，《申报》刊发文章《脚踏车将来必盛行说》，大胆预言：自行车“必将大兴于中国”。

自行车是中国第一个普及型工业品，在上个世纪七八十年代，自行车一度和缝纫机和手表一起被视为“三大件”，是家庭财富的象征。

浩浩荡荡是自行车大军，曾是中国城市的一道风景

到了1980年代末，中国自行车保有量达到5亿辆，成为名副其实的“自行车王国”。在当时的上海、北京等大城市，早晚高峰时期，浩浩荡荡的自行车大军成为当时中国城市的一大独特景观。

随着各种现代化交通工具的普及，自行车渐渐从通勤工具变成了一种休闲活动和运动项目。近些年，户外骑行公路车，居家骑行动感单车，成为一种时尚潮流。

动感单车时代

轮子发明之初，是为了提升移动效率，节省力量。几千年前的古人肯定难以想象，轮子不仅能节省力量，也会消耗力量。当人们骑上车，不是为了去远方，也不是为了节省体力，而是为了消耗多余的热量时，室内动感单车便应运而生。

1993年，南非自行车手 Jonathan Goldberg 在一次车祸之后，为了避免意外的再次发生，他将训练场地搬到了室内。

为了，他设计了一台可调节阻力，模拟真实路面状况，并结合了音乐、视觉效果的室内健身单车，不仅如此,他还为此专门制定了一系列的运动课程，堪称是世界上最早的动感单车教练。

自此，单车作为一种有效健身方式进入大众视野，尔后在短时间内快速风靡全球。

他将定制的训练计划与设备与朋友和邻居进行分享，并受到了他们的欢迎与喜爱。所以在接下来的几年，他不断的优化训练计划和设备，并想到与音乐相结合，动感单车诞生了。

动感单车最初定位是长耐力选手作为户外自行车的替代品（不受户外环境的影响，全年都可训练），之后随着越来越多健身房与课程的推出，逐渐被大众所接受作为日常运动。

而骑行动感单车，也因为其高效燃脂效果（半小时可消耗300~500大卡卡路里）而风靡全球，备受很多有减肥、塑形需求人士的喜爱。

飞轮的作用

动感单车的飞轮

动感单车的主要运动方式就是骑行，但骑行体验、燃脂效果如何，是与动感单车身上最重要的部件——飞轮直接相关的。

飞轮一般位于动感单车的前侧，相当于自行车前轮的位置。

飞轮的主要功能，是通过自身的惯性来“蓄能”。在骑行动感单车时，当我们向下踩动时，为飞轮提供了转动的动力，而在平移和抬腿时，是由已经转动起来的飞轮来带动我们的双腿，保证我们能匀速地骑行。

户外骑行时，惯性的产生主要依赖人和单车的自重，而室内骑行时，依赖的是飞轮的转动。

惯性的作用是双向的，飞轮一方面在平移和抬腿时依然可以帮助我们的双腿保持速度，另一方面，在比较激烈的站姿骑行中，如果没有飞轮干预，加速过快，我们就会有一脚踏空的错觉。

总之：提供足够大的惯性，保证我们骑行更顺畅，就是飞轮的核心作用。

此外，飞轮还会和阻力系统配合，模拟公路骑行的不同路况。例如阻力小=下坡，阻力适中=平路骑行，阻力大=上坡，阻力越大，我们感受到的坡度越大。

骑行时在不同阻力之间不断切换和跳跃，可以达到间歇性强度训练（HIIT）的效果，而HIIT是公认减脂效率最好的运动方式。

飞轮的重量、尺寸以及材质都实实在在地影响着骑行体验。同样重量下，尺寸越大，惯量越大，飞轮越稳。

TANGO 音乐飞轮

关于飞轮的尺寸同样没有统一的算法或标准，但按照材质的密度，达到15kg以上的重量时，飞轮的直径一般也超过了40cm。

像 TANGO 音乐飞轮这样高端豪车级的动感单车，飞轮采用的是全精钢材质，能为骑行带来更大的惯量和更顺畅的体验。

未来社会，人人都要靠骑动感单车攒里程吗？

从最原始的木轮到如今的飞轮，一部轮子的发展史，就是一部人类的文明史。以前，人们用轮子，是为了来节省能量；现在，人们骑行动感单车，是为了消耗能量。这种极具反差意味的对比，恰恰表明了人类社会的进步。

不妨畅想一下，在未来社会，人类还需要轮子吗？

科幻影视剧《黑镜》剧照

科幻影视剧《黑镜》第一季第二集《1500万的价值》，就为我们展现了一个虚拟的未来社会景象：

故事里的人，被困在一个四周都是屏幕的房间里，每天的主要工作就是疯狂骑动感单车赚取里程，骑一公里赚一块钱，人们靠着骑单车攒下的里程支付生活、娱乐所需的费用。人而且，骑单车的工作是淘汰制的，太胖骑不动的人就会被派去做保洁。

《1500万的价值》隐喻的是一个高度“娱乐至死”的消费主义社会，人们辛辛苦苦赚钱，然后再将钱和仅剩的时间花费在娱乐和消费上。这样的社会其实已经到来了，想一想，当代社会打工人的命运，不就是如此吗？

好在，有一些事情我们还是能自己掌控的。比如说：身材。

想要一副好身材，其实只要做好两项即可：健康的饮食、适量的运动。

同样是骑动感单车，骑行 TANGO 音乐飞轮，每天只需要花15分钟，就能燃烧150~200大卡的卡路里，对于运动习惯的养成和身材控制，帮助作用极大。

而且，和《黑镜》里那种枯燥、痛苦，纯粹为了攒里程的动感单车骑行相反，骑行 TANGO 音乐飞轮是一项非常快乐的运动。

生活就是这样，一些微小的改变，能带来更多的正向反馈，引发更大的改变。

鲁迅先生曾经说过，“不满是向上的车轮”。

当你对你的身材、你的生活不满时，也就意味着你要开始积极向上，蹬车轮了。

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