逆向而行

有一個很有趣的問題：一列從圣彼得堡到莫斯科的火車上，是否有一些點，相對于火車軌道來說，是朝反方向運動的呢？答案是肯定的。實際上，每個火車車輪在任一瞬間都有這種向反方向運動的點，它們位于每個車輪邊緣上凸出部分的底部，當火車前進的時候，這些點向后移動。有個簡單的小實驗會向你證明這一切是怎么發生的。如圖8所示，沿著一枚硬幣的半徑黏上一根火柴，確?；鸩裼幸还澥锹对谕饷娴模侔延矌欧旁诔咦舆吷希诮佑|處標記C點，從右至左滾動硬幣，可以看到火柴上的點F、E、D不但沒有隨硬幣向前移動，反而向后退，火柴上離硬幣邊緣越遠的點（如D點），倒退現象越明顯。

圖8　硬幣從右向左滾動時，火柴上的F、E、D點向后運動

火車車輪上凸出的部分也如同實驗中演示的那樣，當火車向前運動的時候，那些部分向著后面移動。現在你應該明白了吧。當然，這種向后的運動持續時間非常短，不到1秒，但是這與我們的日常認知有點不一樣，圖9和圖10可以很好地解釋這個結論。

圖9　當火車車輪向左滾動時，輪緣的下半部分向反方向滾動

圖10　本圖上方為車輪上的點前行時的滾動軌跡（即為擺線），下方為火車車輪凸出部分各點前行時的運動軌跡