《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(jìn)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(diǎn)時(shí)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(huì)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(diǎn)，就是這樣的情形也應(yīng)該在這個(gè)引力相等的一點(diǎn)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(shí)候就已經(jīng)完全沒有了重量。

　　這一點(diǎn)看起來仿佛叫人難以相信，但是我想你細(xì)細(xì)一想，一定會(huì)奇怪自己為什么對于這樣大的疏忽當(dāng)時(shí)竟一點(diǎn)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(jìn)的時(shí)候那種驚奇的情形。這位小說家正確地描寫了這個(gè)現(xiàn)象，而且給這個(gè)現(xiàn)象做了正確的解釋。確實(shí)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(shí)候所得到的速度，應(yīng)當(dāng)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(jìn)路上的每一點(diǎn)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(huì)繼續(xù)跟著車廂行進(jìn)，一步也不落后。

　　但是，這位小說家對于下面一點(diǎn)卻沒有想到：假如狗的尸體在炮彈車廂外面不會(huì)向地面跌落，那么，為什么在車廂里面卻會(huì)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?fàn)顟B(tài)中的。

　　這個(gè)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(jìn)路上的每一點(diǎn)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(huì)跌“下”來，因?yàn)樗�要跟著天花板繼續(xù)向前行進(jìn)。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?yàn)�，假如他跌了下來的話，那就等于說炮彈車廂在空間行進(jìn)得比乘客更快（否則的話，椅子是不會(huì)向地板接近的）。而這是不可能的，因?yàn)槲覀冎�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(diǎn)，小說家沒有注意到：他以為在自由行進(jìn)的炮彈車廂內(nèi)部的物體，仍舊要壓向它們的支點(diǎn)，和炮彈車廂靜止不動(dòng)時(shí)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(diǎn)施壓力，只是因?yàn)樗�的支點(diǎn)是靜止不動(dòng)的，或者雖然在動(dòng)但不是用同樣速度在動(dòng)；假如物體和它的支點(diǎn)在空間用相同的加速度運(yùn)動(dòng)，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(gè)特點(diǎn)，炮彈車廂里的乘客可以確定，他們是在空間很快地前進(jìn)著呢，還是一動(dòng)不動(dòng)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(shí)，還在對一個(gè)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(dòng)。

　　“真的！我們究竟是在飛著嗎？”阿爾唐重復(fù)說。

　　“會(huì)不會(huì)是一動(dòng)不動(dòng)地停在佛羅里達(dá)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(jìn)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(gè)幻想的炮彈車廂里，可以看到多少奇怪的現(xiàn)象��！這是小巧玲瓏的一個(gè)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(huì)保持著平衡；這兒，打翻了的瓶子也不會(huì)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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