《Horrible Histories》里有一集动画,把那个年代的恶劣卫生状况还原得特别写实。BBC用Gif动图演示了抽水马桶如何利用虹吸原理完成排污和换水。因为中世纪的欧洲人没别的法子,经常把屎尿直接从窗户倒下去。当时的贵族为了不踩地上的脏东西,不得不把鞋跟做得老高,高跟鞋最初其实就是这么来的。 这堆麻烦的根源在于英国的排污系统太落后。伊丽莎白女王在1596年装了约翰·哈林顿发明的第一个冲水马桶。他把这台机器和下水道连在一起,还搞了个阀门控制冲水,总算把“攒着一起倒”的惨状给革除了。 但这种早期的“直通车”设计有个大问题——臭气直接往屋里灌。女王用了两次就受不了了,她的脸一拉把马桶给打入冷宫了。第一次冲水尝试就这样宣告失败。 转折点出现在1775年。苏格兰钟表匠亚历山大·卡明给马桶加了一段S形弯管。利用水封的原理阻断臭气回流,现代抽水马桶最关键的部件就这样诞生了。到了1778年,伦敦的抽水马桶安装工约瑟夫·布拉梅解决了另一个痛点。 冬天的排水管一冻就坏了,用户意见大得很。他干脆把老式的滑门开关改成了铰链式止水皮碗,还配了个把手变成了前后推拉的操作方式。为了方便储水,他顺手设计了浮球回路系统。这一套下来不仅解决了冬天的冻阀问题,还让抽水马桶不再受地域限制。 从那以后马桶才开始走进普通人家。很多人好奇为什么水箱里只有那么点水却能把整条管道冲干净。答案在于物理中的虹吸现象。右边的水位一高,污物就被重力和负压吸走了。S形弯管里的水封不仅隔臭防虫,还能在每次冲水时自动更新。 布拉梅的“发明开挂期”才刚开始呢!他在马桶上设计了一把锁悬赏重金开锁,结果这锁在67年后才被打开——全靠他那极致的制作精度打广告。 除了马桶他还顺手改良了啤酒泵、刨床、造纸机甚至消防车和马车。从1778年到1812年这34岁里他拿下了18项专利。其中最牛的是液压机的设计原理——左边施加小力就能推动右边的大力。 这只“一只马桶安装工”硬生生把自己活成了工业革命的急先锋。帕斯卡原理在他的液压机里被放大了数倍去推动重物;直到现在挖掘机、汽车后备箱还有起重机都在沿用这套结构呢!