第一章
力學基礎

最簡便的出行方式

17世紀的法國諷刺作家西哈諾·德·貝爾熱哈克曾在其著作《月球簡史》中描述過一件據說是親身經歷的神奇事件：一天，他在做實驗時，忽然身體與實驗儀器升到半空，過了半晌，當他降落到地面上時，卻驚奇地發現自己并非身在法國，甚至不在歐洲，而是來到了加拿大。奇怪的是，西哈諾·德·貝爾熱哈克對這次跨洋飛行深信不疑，他堅稱，當他在空中時，地球繼續向東旋轉，因此他降落到了加拿大而非法國。

不得不說，這真是一種又便宜又省事的出游方式。只需升到空中停留片刻，就能一路向西，去一個完全不同的地方。這種方式若是可行，又何苦再鞍馬勞頓？只需在空中等待稍許，就能抵達目的地。

可惜這一切都只是想象。首先，半空中的我們并沒有真正與母星地球分離，我們仍然聯系在一起，因為包裹我們的空氣也參與地球的自轉。空氣——或者說密度較低的氣層——以及空氣中的云、鳥、蟲、飛機，都隨著地球一同旋轉，倘若空氣不與地球一起旋轉，那我們就會被猛烈的風暴所席卷，與這種風暴相比，最糟糕的颶風也如同和風一般（颶風或龍卷風的風速是40米/秒或144千米/小時，而在圣彼得堡的緯度，地球將載著我們以230米/秒或828千米/小時的速度在空氣中穿行）。

無論是我們靜止，空氣流動，還是空氣靜止，我們運動，都沒有什么區別，在這兩種情況下，我們所感受到的風力是相同的。假若有人騎自行車以100千米/小時的速度前行，即使是在平靜無風的天氣里，也得頂風行進。即使我們能夠升到大氣層的頂端，或者如果地球根本沒有大氣層，我們也無法采用貝爾熱哈克所描述的那種簡便的旅行方式。實際上，當我們離開旋轉的地球表面時，我們將繼續以相同的速度——地球在我們腳下移動的速度——在慣性的作用下繼續移動。再次回到地球上時，我們會發現自己還在之前的位置。這就像是在行駛的火車車廂內跳躍，離地和落腳的位置是相同的。誠然，我們在慣性力的作用下（沿切線）做直線運動，我們腳下的地球是在追蹤一條弧線，但在較小的時間間隔內，這一點可以完全被忽略。