夏季星空逐渐退场 11月来看带食月升吧
进入11月，热闹的夏季星空逐渐退场，秋季四边形成为星空的主角。在本月肉眼可见的5颗行星中，水星和火星都比较靠近太阳，不易观测。金星由蛇夫座顺行至人马座，日落时分位于西南方天空，地平高度在17°以上，利于观测。木星的下落时间进一步提前至夜晚23时33分左右，前半夜可见。土星在摩羯座顺行，日落后由东南方转入西南方天空，下落时间提前至夜晚约22时13分，也是在前半夜可见。
室壁正当空，秋后建离宫
和其他季节相比，秋季星空略显寂寥，其中最值得一看的莫过于秋季四边形。秋季四边形四星中最亮的是西北角的仙女座α，其亮度和北极星相当，另外三颗略暗一些，位于飞马座。在我国传统星象体系中，这四颗星分别属于两个星官：西边两星为“室”宿，东边两星为“壁”宿。在早期，它们同属于营室（即营造宫室）。后来壁宿（本意为东面的墙壁——东壁）从营室中分离出来，成为单独的一宿，营室则简称为了室宿。
我们的祖先十分巧妙地把天时、人事和星象糅合融会，让现实主义和浪漫主义在11月的星空中完美融合。古时每年夏历十月十五至十一月初的黄昏时节，正值室宿和壁宿位于南方高空。这时农忙刚刚结束，各地的劳役开始被征召起来，给君王营造宫室。诗经《鄘风·定之方中》有“定之方中，作于楚宫”之语，这里的“定”就是室宿二星，意思是它们在黄昏后出现在南北中天时，人们在楚丘营建宫室。先民们在天上也做了类似的设定，四四方方的营室四星，被想象成四堵墙壁，它们代表了天帝出巡时的行宫；在室、壁南边的东西两侧，则有“土公”“土公吏”两个星官，是负责建造宫殿的小吏；室宿北星的旁边还设置了“离宫”星官。天上和人间不仅社会秩序相同，而且劳作时节也恰好相应，如此安排真是令人拍案叫绝。
由于岁差的影响，现在室、壁在日落后位于南方中天的时间推迟到了公历的12月中旬左右。2021年11月上旬没有月光干扰，当地时间晚上8点以后，我们可以在正南方天空找到它们。
天王星冲日，整夜皆可见
11月5日，天王星运行到与太阳相对的另一侧，也就是来到了“冲日”的位置，太阳落山时它正好升起。此时天王星距离地球距离最近，亮度最高，而且整夜可见，是一年中观测它的最好时机。
天王星的英文名为Uranus，来源于希腊神话中的天空之神，是众神之王宙斯的祖父。它的亮度差不多是肉眼能见到的极限，不过视直径最大仅为4角秒左右，就算用高质量的双筒望远镜或小型天文望远镜来看，也只是一个蓝绿色的模糊小点儿。
天王星的自转轴与公转平面的倾角为98度，是“躺”着公转的。它绕日运行时，时而两极朝向我们，时而侧对着我们。天王星有着暗淡、细小的环系，当前，这个环面几乎正好朝向地球，利于观测。不过其光环的反照率只有2%左右，比木炭还黑，只有用最大的望远镜才可能看到。相比而言，土星环的反照率可以高达70%。
11月5日是农历十月初一，没有月光干扰，当天的日落时分，天王星从东南方升起，大致位于白羊座头部三颗亮星下方13度处，我们可以使用Stellarium软件查询它的具体位置。在城市和近郊地区，用双筒望远镜不难找到它的踪影；在没有光污染的郊外，我们还可以挑战一下能否直接用肉眼看到它。
月掩金星，带食月升
11月19日，我们将迎来一次月偏食，在亚洲东部、大洋洲（除极西部）、太平洋、北美洲、南美洲、北大西洋和南大西洋西部、欧洲极西部和极北部、北冰洋等地区可以看到。
我国只有西部部分区域看不到本次月偏食，大部分地区都能看到“带食月升”，也就是被地影遮挡着的月亮升出地平线。对于月食或日食，“带食升”意味着越往东观测条件越好。例如本次月偏食，“带食月升”区域内，越往东则月出地平时它被地影遮挡的程度越大，观赏性越佳。反之，在“带食落”的区域内，越往西则观测条件越好。
本次偏食非常接近于全食，食分（可以粗略地理解为月亮被遮挡的程度）达到了0.978。北京时间https://t.cn/A6xzG5dB ，到17点03分遮挡达到最大（称为“食甚”），18点47分月面复圆，共持续3个半小时。在北京地区观测，月亮将于16点59分升起，位于东偏北25°处。整个月面几乎一片暗红，只在右下角露出一丝亮白，非常值得一看。如果有双筒望远镜或小型天文望远镜，效果更佳。
11月8日还将发生一次月掩金星，即月球从金星前面经过并将它遮挡的现象，但恰好发生在白天，难以看到。当天晚上，我们可以欣赏到角距离很近的金星合月。当天是农历十月初四，薄暮时节，一弯蛾眉月和耀眼的金星同时出现在西南方天空，可谓“月共长庚耿耿明”，值得一看。（作者系北京天文馆副研究员）
来源：科技日报
进入11月，热闹的夏季星空逐渐退场，秋季四边形成为星空的主角。在本月肉眼可见的5颗行星中，水星和火星都比较靠近太阳，不易观测。金星由蛇夫座顺行至人马座，日落时分位于西南方天空，地平高度在17°以上，利于观测。木星的下落时间进一步提前至夜晚23时33分左右，前半夜可见。土星在摩羯座顺行，日落后由东南方转入西南方天空，下落时间提前至夜晚约22时13分，也是在前半夜可见。
室壁正当空，秋后建离宫
和其他季节相比，秋季星空略显寂寥，其中最值得一看的莫过于秋季四边形。秋季四边形四星中最亮的是西北角的仙女座α，其亮度和北极星相当，另外三颗略暗一些，位于飞马座。在我国传统星象体系中，这四颗星分别属于两个星官：西边两星为“室”宿，东边两星为“壁”宿。在早期，它们同属于营室（即营造宫室）。后来壁宿（本意为东面的墙壁——东壁）从营室中分离出来，成为单独的一宿，营室则简称为了室宿。
我们的祖先十分巧妙地把天时、人事和星象糅合融会，让现实主义和浪漫主义在11月的星空中完美融合。古时每年夏历十月十五至十一月初的黄昏时节，正值室宿和壁宿位于南方高空。这时农忙刚刚结束，各地的劳役开始被征召起来，给君王营造宫室。诗经《鄘风·定之方中》有“定之方中，作于楚宫”之语，这里的“定”就是室宿二星，意思是它们在黄昏后出现在南北中天时，人们在楚丘营建宫室。先民们在天上也做了类似的设定，四四方方的营室四星，被想象成四堵墙壁，它们代表了天帝出巡时的行宫；在室、壁南边的东西两侧，则有“土公”“土公吏”两个星官，是负责建造宫殿的小吏；室宿北星的旁边还设置了“离宫”星官。天上和人间不仅社会秩序相同，而且劳作时节也恰好相应，如此安排真是令人拍案叫绝。
由于岁差的影响，现在室、壁在日落后位于南方中天的时间推迟到了公历的12月中旬左右。2021年11月上旬没有月光干扰，当地时间晚上8点以后，我们可以在正南方天空找到它们。
天王星冲日，整夜皆可见
11月5日，天王星运行到与太阳相对的另一侧，也就是来到了“冲日”的位置，太阳落山时它正好升起。此时天王星距离地球距离最近，亮度最高，而且整夜可见，是一年中观测它的最好时机。
天王星的英文名为Uranus，来源于希腊神话中的天空之神，是众神之王宙斯的祖父。它的亮度差不多是肉眼能见到的极限，不过视直径最大仅为4角秒左右，就算用高质量的双筒望远镜或小型天文望远镜来看，也只是一个蓝绿色的模糊小点儿。
天王星的自转轴与公转平面的倾角为98度，是“躺”着公转的。它绕日运行时，时而两极朝向我们，时而侧对着我们。天王星有着暗淡、细小的环系，当前，这个环面几乎正好朝向地球，利于观测。不过其光环的反照率只有2%左右，比木炭还黑，只有用最大的望远镜才可能看到。相比而言，土星环的反照率可以高达70%。
11月5日是农历十月初一，没有月光干扰，当天的日落时分，天王星从东南方升起，大致位于白羊座头部三颗亮星下方13度处，我们可以使用Stellarium软件查询它的具体位置。在城市和近郊地区，用双筒望远镜不难找到它的踪影；在没有光污染的郊外，我们还可以挑战一下能否直接用肉眼看到它。
月掩金星，带食月升
11月19日，我们将迎来一次月偏食，在亚洲东部、大洋洲（除极西部）、太平洋、北美洲、南美洲、北大西洋和南大西洋西部、欧洲极西部和极北部、北冰洋等地区可以看到。
我国只有西部部分区域看不到本次月偏食，大部分地区都能看到“带食月升”，也就是被地影遮挡着的月亮升出地平线。对于月食或日食，“带食升”意味着越往东观测条件越好。例如本次月偏食，“带食月升”区域内，越往东则月出地平时它被地影遮挡的程度越大，观赏性越佳。反之，在“带食落”的区域内，越往西则观测条件越好。
本次偏食非常接近于全食，食分（可以粗略地理解为月亮被遮挡的程度）达到了0.978。北京时间https://t.cn/A6xzG5dB ，到17点03分遮挡达到最大（称为“食甚”），18点47分月面复圆，共持续3个半小时。在北京地区观测，月亮将于16点59分升起，位于东偏北25°处。整个月面几乎一片暗红，只在右下角露出一丝亮白，非常值得一看。如果有双筒望远镜或小型天文望远镜，效果更佳。
11月8日还将发生一次月掩金星，即月球从金星前面经过并将它遮挡的现象，但恰好发生在白天，难以看到。当天晚上，我们可以欣赏到角距离很近的金星合月。当天是农历十月初四，薄暮时节，一弯蛾眉月和耀眼的金星同时出现在西南方天空，可谓“月共长庚耿耿明”，值得一看。（作者系北京天文馆副研究员）
来源：科技日报
新#航天服#进度延误，超级#火箭#发射推迟，“美国2024年重返#月球#”悬了？
“美国宣称在2024年将重返月球，这就是新版寓言‘皇帝的新衣’。”美国航空航天局（#NASA#）副局长洛里·加弗此前曾如此评价美国高调宣传的“阿尔忒弥斯”登月计划。如今“皇帝的新衣”终于被揭穿了。美国有线电视新闻网（CNN）10日称，NASA承认无法在2024年完成新版登月航天服的研制，再加上为登月计划配套的重型运载火箭和登月飞船都出现延误，“阿尔忒弥斯”计划注定无法按期完成。
“厨房里的厨师太多了”
报道称，NASA总监察长保罗·马丁在一份声明承认，由于航天服的研制工作出现重大延误，NASA在2024年之前将航天员送上月球的目标已经无法实现。NASA原计划于2024年11月之前生产两套用于在月球表面活动的“舱外探索机动装置（XEMU）”。审计结果显示，“尽管NASA将在下一代航天服上花费超过10亿美元，但航天服最早要到2025年4月才能准备好飞行，距离彻底完成还得再等几年。”
NASA的报告将航天服研制进度延误归因于资金短缺、新冠疫情影响和技术挑战。据称，目前有多达27家不同的公司提供航天服的各种设备。美国太空探索技术公司（SpaceX公司）CEO埃隆·马斯克在推特上嘲讽说，这份报告让人觉得“厨房里的厨师太多了”。
CNN称，航天服是航天员进行太空探索时必不可少的装备。美国特朗普政府时代曾多次高调宣布，NASA将在2024年把美国航天员送上月球，这个雄心勃勃的“阿尔忒弥斯”登月计划被认为是“与中国竞争太空影响力”。拜登政府上台后，继续以2024年为时间节点大力推进登月项目。但NASA监察部门多次警告称，对“阿尔忒弥斯”登月计划至关重要的多个项目都存在延误风险。
美国新一代航天服什么样
事实上，新一代航天服的研制拖延，不仅严重影响“阿尔忒弥斯”登月计划，而且还威胁到目前国际空间站上航天员的安全——他们使用的航天服是40多年前设计和生产的。美国“太空”网站称，这些航天服已经超过设计寿命25年以上，不得不进行昂贵的翻新和维护，才能继续工作。
据介绍，目前各国航天服主要分为舱内航天服和舱外航天服。其中舱内航天服的研制难度较小。SpaceX公司和波音公司都推出各自的舱内航天服。NASA研制的“猎户座船员生存系统”具有更轻巧、强度更高、尺码更贴身、控温能力更强以及穿脱更迅速等特点。如果遇到航天器外壳破损导致失压等紧急情况，这款舱内航天服可支持航天员生存长达6天，为他们重返地球争取时间。
英国广播公司（BBC）称，相比之下，目前陷入困境的舱外航天服技术难度更大，它需要屏蔽太空辐射并抵御各种太空微粒的撞击。当前国际空间站使用的舱外航天服包括两大类：俄罗斯“奥伦”式航天服于1977年开始使用，美国“舱外移动单元（EMU）”航天服从1981年启用。
这些老式航天服都存在使用笨拙、行动不便等诸多缺点。2019年NASA公布的新一代航天服“舱外探索机动装置（XEMU）”能极大改善这些问题。虽然XEMU仍是由加压服和背后的“便携式生命支持系统”组成，但它针对登月需求进行了大量改进。例如目前的航天服主要针对在国际空间站的太空行走，下肢活动较少，而在月球行走展开科研活动时，下肢活动更多。为此新航天服的下半身安装有多个关节轴承，允许臀部弯曲和旋转，膝盖处有更大弯曲度。同时航天服上半身的改造使航天员可以大幅度旋转胳膊，并轻松将物体举过头顶。
此外，XEMU的安全性和防护能力大幅提高，由于月壤中藏着大量玻璃状碎屑，很可能侵入航天服中，因此新航天服增加了防尘设计，避免月尘被吸入并污染生命支持系统。
火箭和飞船也问题多多
航天服并不是“阿尔忒弥斯”登月计划面临的唯一难题。CNN提到，为登月计划配套研制的“太空发射系统”重型火箭进度同样严重滞后。这种“NASA史上最强火箭”原定于2016年进行首次试射，然而进度一拖再拖。2018年，NASA总监察长保罗·马丁严厉地批评“SLS的研制计划进程很不令人满意”。直到今年3月，它才完成芯级发动机的关键测试，首飞时间至少要等到今年年底。根据NASA的计划，为确保安全可靠，SLS火箭要等到第四次发射任务时才能将航天员送上月球。根据目前的研制进展，2024年之内很难实现这个目标。2020年，保罗·马丁同样严厉批评了执行载人登月的“猎户座”飞船项目，认为其成本超标、进度拖延，且“没有达到预先设计的星际飞船标准”。
外界猜测称，SpaceX公司或许有望为NASA解困，该公司已获得“阿尔忒弥斯”计划的月球着陆器研制合同，并在推进载人登火星的“星舰”项目。对于NASA的舱外航天服研制进度拖延，马斯克已表示“SpaceX可以帮忙。”
“美国宣称在2024年将重返月球，这就是新版寓言‘皇帝的新衣’。”美国航空航天局（#NASA#）副局长洛里·加弗此前曾如此评价美国高调宣传的“阿尔忒弥斯”登月计划。如今“皇帝的新衣”终于被揭穿了。美国有线电视新闻网（CNN）10日称，NASA承认无法在2024年完成新版登月航天服的研制，再加上为登月计划配套的重型运载火箭和登月飞船都出现延误，“阿尔忒弥斯”计划注定无法按期完成。
“厨房里的厨师太多了”
报道称，NASA总监察长保罗·马丁在一份声明承认，由于航天服的研制工作出现重大延误，NASA在2024年之前将航天员送上月球的目标已经无法实现。NASA原计划于2024年11月之前生产两套用于在月球表面活动的“舱外探索机动装置（XEMU）”。审计结果显示，“尽管NASA将在下一代航天服上花费超过10亿美元，但航天服最早要到2025年4月才能准备好飞行，距离彻底完成还得再等几年。”
NASA的报告将航天服研制进度延误归因于资金短缺、新冠疫情影响和技术挑战。据称，目前有多达27家不同的公司提供航天服的各种设备。美国太空探索技术公司（SpaceX公司）CEO埃隆·马斯克在推特上嘲讽说，这份报告让人觉得“厨房里的厨师太多了”。
CNN称，航天服是航天员进行太空探索时必不可少的装备。美国特朗普政府时代曾多次高调宣布，NASA将在2024年把美国航天员送上月球，这个雄心勃勃的“阿尔忒弥斯”登月计划被认为是“与中国竞争太空影响力”。拜登政府上台后，继续以2024年为时间节点大力推进登月项目。但NASA监察部门多次警告称，对“阿尔忒弥斯”登月计划至关重要的多个项目都存在延误风险。
美国新一代航天服什么样
事实上，新一代航天服的研制拖延，不仅严重影响“阿尔忒弥斯”登月计划，而且还威胁到目前国际空间站上航天员的安全——他们使用的航天服是40多年前设计和生产的。美国“太空”网站称，这些航天服已经超过设计寿命25年以上，不得不进行昂贵的翻新和维护，才能继续工作。
据介绍，目前各国航天服主要分为舱内航天服和舱外航天服。其中舱内航天服的研制难度较小。SpaceX公司和波音公司都推出各自的舱内航天服。NASA研制的“猎户座船员生存系统”具有更轻巧、强度更高、尺码更贴身、控温能力更强以及穿脱更迅速等特点。如果遇到航天器外壳破损导致失压等紧急情况，这款舱内航天服可支持航天员生存长达6天，为他们重返地球争取时间。
英国广播公司（BBC）称，相比之下，目前陷入困境的舱外航天服技术难度更大，它需要屏蔽太空辐射并抵御各种太空微粒的撞击。当前国际空间站使用的舱外航天服包括两大类：俄罗斯“奥伦”式航天服于1977年开始使用，美国“舱外移动单元（EMU）”航天服从1981年启用。
这些老式航天服都存在使用笨拙、行动不便等诸多缺点。2019年NASA公布的新一代航天服“舱外探索机动装置（XEMU）”能极大改善这些问题。虽然XEMU仍是由加压服和背后的“便携式生命支持系统”组成，但它针对登月需求进行了大量改进。例如目前的航天服主要针对在国际空间站的太空行走，下肢活动较少，而在月球行走展开科研活动时，下肢活动更多。为此新航天服的下半身安装有多个关节轴承，允许臀部弯曲和旋转，膝盖处有更大弯曲度。同时航天服上半身的改造使航天员可以大幅度旋转胳膊，并轻松将物体举过头顶。
此外，XEMU的安全性和防护能力大幅提高，由于月壤中藏着大量玻璃状碎屑，很可能侵入航天服中，因此新航天服增加了防尘设计，避免月尘被吸入并污染生命支持系统。
火箭和飞船也问题多多
航天服并不是“阿尔忒弥斯”登月计划面临的唯一难题。CNN提到，为登月计划配套研制的“太空发射系统”重型火箭进度同样严重滞后。这种“NASA史上最强火箭”原定于2016年进行首次试射，然而进度一拖再拖。2018年，NASA总监察长保罗·马丁严厉地批评“SLS的研制计划进程很不令人满意”。直到今年3月，它才完成芯级发动机的关键测试，首飞时间至少要等到今年年底。根据NASA的计划，为确保安全可靠，SLS火箭要等到第四次发射任务时才能将航天员送上月球。根据目前的研制进展，2024年之内很难实现这个目标。2020年，保罗·马丁同样严厉批评了执行载人登月的“猎户座”飞船项目，认为其成本超标、进度拖延，且“没有达到预先设计的星际飞船标准”。
外界猜测称，SpaceX公司或许有望为NASA解困，该公司已获得“阿尔忒弥斯”计划的月球着陆器研制合同，并在推进载人登火星的“星舰”项目。对于NASA的舱外航天服研制进度拖延，马斯克已表示“SpaceX可以帮忙。”
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。
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