- 趣味物理學:續篇
- (俄)別萊利曼著 余杰編譯
- 983字
- 2021-10-29 18:02:01
1.最省錢的旅行
早在17世紀,法國一位名叫西拉諾·德·貝爾熱拉克的作家寫了一本名為《月國史話》(1652年)的諷刺小說,這本書講述的是關于作者本人以前親身經歷過的奇妙事情。他碰到的奇事是這樣的:有一次,當他在做物理實驗的時候,他和他的玻璃器皿竟然同時飄到天上去了。過了數小時,他才重新落到地面上,就在這時,他被眼前的一幕嚇呆了。原來他已經不在法國本土了,甚至不在歐洲大陸,而是漂洋過海來到了位于北美洲的加拿大!但是,我們這位法國作家卻把他獨自飛躍大西洋看作是非常普通的事情。他是這么解釋的:當他飄到空中的時候,我們的地球并未出現任何變化,還像以往那樣進行由西向東的旋轉,所以,當他重新降落到地面的時候,自己已經不在法國本土,而是在北美大陸了。
如此一來,我們好像找到了既省錢又簡單的旅行方法!我們只要飄到地球的上空,即便只是飄浮數分鐘,那么再次降落的地點肯定要比原位遠很多,因此,我們再也不用承受橫跨大洋,跋山涉水帶來的身心疲憊,我們需要做的僅僅是在空中停留片刻,地球就會將我們要去的地方送到我們的腳下(圖1)。

圖1 能從氣球上看到地球的轉動嗎
不過這只是人們一廂情愿的想法罷了。首先,從理論上講,當我們飄到地球的上空時,并未徹底跟地球脫離關系:我們并沒有飄出地球的大氣層,換句話說,我們依然跟著地球進行自轉運動,只不過地點從地面換成了空中而已。說到空氣,特別是密度很大的下層空氣,它會帶著自身的一切物體,例如云朵、飛機以及各種鳥類和昆蟲等,一同跟著地球旋轉。假如,空氣不跟著地球進行旋轉的話,那么地球上就會頻繁地刮起強勁的大風,如果將它和最劇烈的颶風相比較的話,那么颶風就好比一陣微風一樣。眾所周知,我們站在移動氣流中和我們在靜止空氣中移動感覺到的風是一樣的。舉個例子,如果一個人駕駛摩托車以100km/h的速度向前行駛,那么就算空氣中沒有風,他仍能感覺到強勁的大風。
除此以外,即便我們能夠飄到大氣層的頂端,或者地球的上方壓根不存在這層空氣外殼,這位法國諷刺小說家虛構的旅行方式還是不可能實現的。事實上,當我們從旋轉的地球表面離開后,由于受到慣性的作用,我們仍然按照之前的速度繼續運動,也就是說我們在空中運動的速度跟我們在地面時運動的速度是一致的,結果是我們仍會落在原地。盡管我們在慣性的作用下會順著切線做直線運動,地球做弧線運動,但由于我們在空中停留的時間非常短暫,所以并不會產生什么變化。