科技日历 | 一位美国发明家注册了过山车专利，如今成为大众娱乐的“杰作”

快过年了，不少大人小孩都喜欢趁着一起欢度的时光，去游乐园坐个云霄飞车/过山车（Roller coaster）。不过，你知道这项有趣又刺激的游戏运动怎么来的吗？

1865年1月20日，一位美国的发明家成为了首个注册云霄飞车/过山车相关专利技术的人——他就是被誉为“美国过山车之父”（Father of the American Roller Coaster） 、“重力骑行之父”（Father of the Gravity Ride）的拉马库斯·阿德纳·汤普森（LaMarcus Adna Thompson）。

对于游客来说，过山车只是一种神奇的体验；而在发明家眼里，这是一次次探索力学定律的惊人成果。汤普森就曾制造过数十个过山车设施，这些都是他的奇思妙想与科学考证碰撞出来的火花。在他的一生中，汤普森积累了近三十项与过山车技术相关的专利。

汤普森的工作建立在约翰·泰勒（John G. Taylor）的“倾斜铁路”（Inclined Railway）早期专利的基础上，并且基于过山车的整个历史至少可追溯到17世纪的重力动力倾斜游乐设施的一般构思。

汤普森的突破性专利是1884年在康尼岛（Coney Island）开业的“重力游乐折返铁路”。每行驶6英里（5英里）的路程，成本为5美分。1887年，他与设计师詹姆斯·格里菲斯（James A. Griffiths）一起在大西洋城的木板路上开通了风景铁路。风景区铁路在1900年代的前十年和第二十年非常受欢迎，当时在美国和欧洲各地有数十条风景优美的铁路在运营，而他的公司仅在康尼岛就经营着六条主要的风景区铁路。最终，由于改善了过山车的安全技术，使风景优美的铁路变得无足轻重。汤普森关于“过山车”的发明也就越来越特色凸显，此后在短短的四年中，他在美国各地共建造了50座。

汤普森（Thompson）本人就是一个有远见的人。与他的许多同时代人和追随者类似，他认为那时候的许多休闲消遣都不愉快，毫无新鲜刺激感。他设想将游乐园和游乐设施作为一种更有益健康的娱乐方式和“逃离场所”。

汤普森虽然没有真正被认为是过山车的发明者，但却是向大众介绍引入过山车概念、娱乐人们并启发其他人建造自己的过山车的最大功臣。

一直以来，人们普遍认同世界上最早的现代过山车出现在欧洲地区，像俄国叶卡捷琳娜二世女王等上层阶级就成为了最初滑冰运动的狂热爱好者，当时的滑冰道也是非常震撼。

大多数历史学家称赞法国人建造了第一个轮式过山车。19世纪初期，法国巴黎有两处旅游景点有这样的游乐设施。

在美国，过山车则真正地被发扬光大。1848年，由于试车过程中发生的事故，正是汤普森作出了重大改进，凭此拿下“美国过山车之父”的头衔。1884年，查尔斯·阿尔库克（Charles Alcoke）设计了具有连续轨道的过山车。同年美国的第一部过山车就此在纽约的科尼艾兰诞生，该地逐渐成为了“过山车的摇篮”。当地开发了众多的过山车项目，比如1927年建造的最早的木质过山车“飓风号”（Crystal Beach Cyclone）。

到19世纪末，现代过山车的所有基本元素都已安装到位，尽管速度很慢。

1919年，美国的米勒发明了安全性能更高的过山车——防止车体回滚式过山车。同时，过山车也从1817年的“试点”性设施，开始转变为大规模向游乐场进军的热门游乐设施。1920-1930年，过山车迎来“黄金时代”。

美国加州迪士尼乐园内的“马特洪雪橇”(Matterhorn Bobsleds)过山车1959年开业，成为了第一个使用管状钢质过山车的过山车。

墨尔本月神公园内的过山车，建于1912年，则是世界上最古老且继续运行的过山车。位于宾夕法尼亚州阿尔图纳的Leap-the-Dips年龄较大，但闲置了14年，直到1999年重新开放。

如今，过山车家族已经有约30名成员，包括金属过山车、悬挂式过山车、竖立式过山车以及穿梭式过山车、矿山式过山车等等。

从基本原理来看，从一开始被“推”上顶峰之后，过山车通常就完全由重力势能充当“动力”。车头部的车厢的质量中心在“身后”，所以忽略视觉冲击其实坐前排更安稳。而过山车最后一节小车厢，在过山车从顶峰骤降时降落感和抛离感Max，最刺激也最需要勇气。

如今世界上各种“过山车之最”更是让人大呼绝妙：泰国曼谷的“旋风飞车”、巴西的“火焰魔鞭”、英国的“绝密飞跃”、美国海洋世界的“灰鲭鲨”、瑞典哥德堡的“瓦尔裘利亚人”、阿联酋的“罗萨方程式”……都在把建造者们背后对于力学与工程建造的“奇迹”展现得淋漓尽致。