对于1992年以后出生的人来说,可能很难想象,但曾经有一段时间人们没有电子邮件、手机或者Kindle上的电子书。更奇怪的是,在过去,书面文件的快速传输依赖于一种叫做气动管道的东西。
我们的祖先缺乏即时通信手段,这可能会让一个多世纪以前的世界听起来慢得令人绝望。但在他们看来并非如此。其中一个原因是,他们确实有一种传输书面和印刷信息(以及其他物品)的方法,而且速度很快。从某种意义上说,这是他们那个时代的互联网,但不是电子的。相反,他们有一种叫做气动管道运输的东西——一系列管道,利用压缩空气压力推动一个罐子通过气动管道网络到达预定目的地。[来源:加州大学伯克利分校图书馆]
从19世纪中后期开始,美国和其他国家的许多大城市都建造了庞大的气动管道地下网络,并且像我们今天依赖电子邮件一样依赖它们。事实上,这种气动系统运作得非常好,纽约市的邮局直到1953年还在使用气动管道在市内运送邮件,柏林的类似系统一直运行到1976年。[来源:Web Urbanist]
虽然气动管道运输在很大程度上已经被更快速、更便捷的电子信息传输方法所取代,但这项技术仍然有重要的用途。在本文中,我们将讨论气动管道的工作原理、它们曾经的用途以及如今的用途。
气动管道系统的金属和玻璃构造看起来像是维多利亚时代技术的完美范例,就像你可能会在小罗伯特·唐尼(Robert Downey Jr.)主演的某部《神探夏洛克》电影中看到他摆弄的那种精致的老式小装置。但实际上,气动学的概念——即利用加压气体产生机械运动——可以追溯到公元1世纪的希腊数学家、发明家和作家亚历山大港的希罗(Hero of Alexandria),他是托勒密王朝时期的人物。[来源:韦氏词典、大英百科全书]
希罗显然是一个观察力敏锐的人。他注意到,风虽然没有可见的实体,但却能对物体施加很大的推力。这使他推断出空气实际上是由微小的、看不见的、运动的“粒子”组成的,也就是我们今天所说的分子。他进而发现,如果你通过将这些运动的分子挤进一个狭小的空间或通道来压缩它们,它们就会试图逃逸,并且在这个过程中推动位于它们前方的固体物体。他还推断出,如果你能制造一个真空——基本上就是一个空的空间——空气分子就会试图涌入其中。他写道,通过这些原理,“可以发现许多奇妙而惊人的运动类型”。[来源:伍德克罗夫特(Woodcroft)]
希罗利用他对加压气体行为的理解创造了一些小装置,如原始的蒸汽机和会唱歌的玩具鸟,但直到1810年,英国工程师乔治·梅德赫斯特(George Medhurst)才公布了一个气动管道快速运输系统的计划。[来源:伍德克罗夫特]
梅德赫斯特指出,如果空气受到每平方英寸40磅的压力(仅约为海平面大气压对我们施加压力的2.5倍),空气分子将以每秒1500英尺(457米)的速度被推动,即大约每小时1000英里(1609千米)。当推动一个罐子时,速度将仅为每小时约100英里(160千米),但在1810年这已经是非常快的速度了。[来源:梅德赫斯特]
不幸的是,梅德赫斯特在实际制造机械方面不如他在设计方面擅长,他于1827年去世,未能实现他的构想。[来源:斯蒂芬(Stephen)和李(Lee)]
气动的“互联网”
这张取自《伦敦新闻画报》(“Illustrated London News”)的图片展示了在邮政总局中央电报局使用气动管道的人们。(SSPL/Getty Images)
19世纪50年代,英国邮政总局委托对梅德赫斯特的概念进行研究,并在19世纪60年代与工程师T.W.拉梅尔(T.W. Rammel)签订合同,建造一个复杂的系统来在伦敦运送邮件。[来源:加州大学伯克利分校图书馆、Grace’s Guide]到1886年,伦敦的管道系统在城市地下延伸了34英里(54.7千米),每天传输32000条信息。信件以高达每小时51英里(82千米)的速度飞驰——虽然没有梅德赫斯特承诺的那么快,但仍然比马拉的邮车快。[来源:美国国会]
到20世纪初,纽约有一个气动管道系统,它以每小时30英里(48千米)的速度在曼哈顿下城的环形线路上发送装有信件和包裹的圆柱形容器。波士顿、芝加哥、费城和圣路易斯等其他城市也有类似的系统。[来源:加州大学伯克利分校图书馆]
气动运输看起来如此巧妙,以至于有些人提议将其用于邮件以外的其他用途。1867年,一位名叫阿尔弗雷德·比奇(Alfred Beach)的发明家在曼哈顿百老汇的一段地下建造并短暂运营了一条300英尺长(91米长)的气动管道地铁,他希望气动火车能够流行起来。[来源:麻省理工学院(Massachusetts Institute of Technology)]1913年,著名刊物《科学美国人》(Scientific American)的主编瓦尔德马尔·肯普弗特(Waldemar Kaempffert)实际上提出了在中央厨房烹饪饭菜并通过气动管道将饭菜送到人们家中的想法。他认为:“如果一封信可以通过气动管道从纽约发送到布鲁克林,为什么一顿五道菜的晚餐不行呢?”
就在爱德华七世时代(Edwardian – age)的人们开始对这种新奇的气动技术狂热起来的时候,第一次世界大战迅速冷却了他们的热情。美国邮局暂停了气动邮件运输的使用,称其需要太多燃料来为空气压缩机提供动力。战后,这项服务最终在纽约和波士顿得以恢复。
原本要建造新系统的私营公司由于国会的诸多规定而停止投标,渐渐地,现有系统的运输能力被不断增长的邮件数量所超越。相反,邮局将资金投入到邮车中,邮车具有将邮件运送到比气动管道系统能到达的距离远得多的地方以及运输更大包裹的额外优势。1953年,美国邮政总局局长亚瑟·萨默菲尔德(Arthur Summerfield)永久取消了气动管道邮件业务,并下令拆除这些系统。[来源:科恩(Cohen)]
当今的气动管道
气动管道运输从未完全消失。只要人们还在使用纸质文件和照片,它在大型建筑物内仍然是一种实用的信息传输方法。例如,美国中央情报局(CIA)在20世纪50年代于其弗吉尼亚州兰利(Langley, Va.)的总部内建造了一个庞大的气动管道系统,该系统每天在大楼的七层楼内传输7500份文件。直到1989年,当中央情报局的员工已经非常依赖电子邮件,不再需要这些管道时,它才被关闭。[来源:中央情报局(CIA)]
20世纪70年代,企业也开始使用更重型、更强大的气动管道系统在工厂内部运输诸如机器零件甚至砾石等材料。[来源:《新科学家》(New Scientist)]如今,它们在工业中仍然广泛用于此类目的。[来源:Air Link International]而且银行在其免下车服务窗口仍然有气动管道系统,这使得客户能够在舒适的车内进行现金存款或取款。[来源:法伯(Farber)]
最近,气动管道系统在医院中变得流行起来,因为它们可以用来快速运送组织和血液样本,从医院建筑群中较远的实验室运送过来的速度比人步行快得多。例如,斯坦福大学医院安装了一个拥有4英里(6.4千米)空气管道的系统,每天使用它运送7000个样本。他们甚至将19世纪的奇迹与21世纪的技术相结合,为管道配备了一个数字监控系统,使医院工作人员能够在电脑屏幕上查看罐子到达目的地的进程。[来源:怀克斯(Wykes)]
作者注
20世纪80年代中期我成为一名报社记者时,我当时的雇主《匹兹堡新闻报》(the Pittsburgh Press)实际上仍然有一个气动管道系统,用于将美联社等新闻通讯社打印机的照片传输到体育部。我在特写部工作,但我的办公桌就在气动管道入口旁边。时不时地——通常是在我正在进行重要的电话采访或试图撰写一个简洁的导语时——我会听到一种像火箭发射般的巨大呼啸声,紧接着是玻璃和金属罐子到达时的砰然声。这有点让人不安,当时我觉得很烦人。但今天,我不得不承认我对那种声音有点怀念,因为气动管道几乎已经消失了,可悲的是,《匹兹堡新闻报》也不复存在了。