《趣味物理學(xué)》在線閱讀——第2章 重力和重量·杠桿·壓力（8-14）(3)

2.10　儒勒·凡爾納怎樣描寫他的月球旅行以及這旅行應(yīng)該怎樣進行？

　　凡是讀過方才提到的儒勒·凡爾納那部小說的人，一定很愿意回味書里描寫炮彈飛過地球和月球的引力相等的一點時候的有趣情形。那兒發(fā)生了簡直象童話里一樣的事情：炮彈里的一切東西都失掉了重量，而那些乘客，只要一跳就會懸空不落下來了。

　　這段描寫是完全正確的，但是這位小說家忽略了一點，就是這樣的情形也應(yīng)該在這個引力相等的一點以前和以后發(fā)生。我們不難在這里證明，炮彈里的乘客和一切東西，在炮彈剛一飛出的時候就已經(jīng)完全沒有了重量。

　　這一點看起來仿佛叫人難以相信，但是我想你細細一想，一定會奇怪自己為什么對于這樣大的疏忽當時竟一點也沒有覺察。

　　我們?nèi)耘f拿儒勒·凡爾納的小說來做例子。無疑的，你們一定沒有忘記“炮彈車廂”里的乘客怎樣把那只狗的尸體丟到車廂外面去，以及他們發(fā)現(xiàn)那尸體并沒有向地面跌落而是繼續(xù)跟車廂一同前進的時候那種驚奇的情形。這位小說家正確地描寫了這個現(xiàn)象，而且給這個現(xiàn)象做了正確的解釋。確實的，大家都知道，所有物體在真空里都是用同樣的速度落下：地球引力使所有物體得到了相同的加速度。在現(xiàn)在這一種情形，炮彈車廂和狗的尸體在地球引力的作用下，自然應(yīng)該產(chǎn)生相同的落下的速度（相同的加速度）；或者，更正確的說，它們從炮筒射出的時候所得到的速度，應(yīng)當在重力的作用下同樣的減低。于是，炮彈車廂和狗的尸體在行進路上的每一點上，速度應(yīng)該始終是完全相同的。因此，從炮彈車廂里投擲出去的狗的尸體，會繼續(xù)跟著車廂行進，一步也不落后。

　　但是，這位小說家對于下面一點卻沒有想到：假如狗的尸體在炮彈車廂外面不會向地面跌落，那么，為什么在車廂里面卻會跌落呢？無論它在車廂里面或者外面，它所受到的作用的力量都是相同的呀！因此，狗的尸體即使懸空放在車廂里面，它也應(yīng)該停留在空中：它有跟炮彈車廂完全相同的速度，因此，在跟車廂的相對關(guān)系上，它是停留在靜止狀態(tài)中的。

　　這個道理，對于狗的尸體適用，對于炮彈車廂里的乘客和所有東西也適用：在行進路上的每一點上，它們都跟炮彈車廂有相同的速度，因此它們即使停留在沒有什么支持的地方，也就不應(yīng)該落下。原來是放在車廂地板上的一把椅子，可以四腳朝天地放到車廂的天花板下面不會跌“下”來，因為它要跟著天花板繼續(xù)向前行進。而乘客呢，也可以“頭向下”的坐到這張椅子上，毫不感到有要跌下來的威脅。真的，有什么力量能夠使他跌下來呢？因為，假如他跌了下來的話，那就等于說炮彈車廂在空間行進得比乘客更快（否則的話，椅子是不會向地板接近的）。而這是不可能的，因為我們知道，炮彈車廂里的一切東西，都跟炮彈有相同的加速度呀。

　　這一點，小說家沒有注意到：他以為在自由行進的炮彈車廂內(nèi)部的物體，仍舊要壓向它們的支點，和炮彈車廂靜止不動時候的情形一樣。儒勒·凡爾納忽略了一件事，就是，物體所以向支點施壓力，只是因為它的支點是靜止不動的，或者雖然在動但不是用同樣速度在動；假如物體和它的支點在空間用相同的加速度運動，那么它們就不可能彼此相壓了。

　　這樣，我們的乘客從旅行開始的最初瞬間起，就已經(jīng)沒有一些重量，而能夠自由地在炮彈里的空中停留；同樣，炮彈車廂里的所有東西也應(yīng)該立刻變成完全沒有重量的了。根據(jù)這個特點，炮彈車廂里的乘客可以確定，他們是在空間很快地前進著呢，還是一動不動地停留在大炮筒里。但是我們的小說家卻說，乘客在他們的天空旅行開始以后半小時，還在對一個問題解決不了，就是：他們是在飛行著呢，還是還沒有飛出？

　　“尼柯爾，我們可是在飛著嗎？”

　　尼柯爾和阿爾唐面面相看，他們沒有感覺到炮彈的震動。

　　“真的！我們究竟是在飛著嗎？”阿爾唐重復(fù)說。

　　“會不會是一動不動地停在佛羅里達的地面上？”尼柯爾問。

　　“還是在墨西哥灣的海底下？”米協(xié)爾加了一句。

　　象這一類疑問從海輪上的乘客發(fā)出是可能的，但是對于自由行進的炮彈車廂里的乘客，發(fā)生這種疑問是沒有意義的：海輪上的乘客是仍舊保有他們的重量的，但是炮彈車廂里的乘客卻不可能不發(fā)現(xiàn)他們已經(jīng)變成完全沒有重量的人了。

　　在這一個幻想的炮彈車廂里，可以看到多少奇怪的現(xiàn)象啊！這是小巧玲瓏的一個世界，這兒，一切東西都喪失了重量；這兒，一切東西從手里放開以后，仍舊停留在原來的位置；這兒，一切東西在隨便什么情況都會保持著平衡；這兒，打翻了的瓶子也不會有水流瀉出來……這一切，《炮彈奔月記》的作者都忽略了，而這些奇怪的現(xiàn)象本來可以給我們這位小說家提供多么廣闊的寫作材料呀！

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