來(lái)源:百度文庫(kù) 2010-08-31 13:54:32
第四章萬(wàn)有引力 4.8童話里的道路
從前,列寧格勒出現(xiàn)過(guò)一本書(shū)名很奇怪的小冊(cè)子,叫做《彼得堡和莫斯科之間的自動(dòng)地下鐵道。一本還只寫(xiě)成三章、未完待續(xù)的幻想小說(shuō)》。這本小冊(cè)子的作者提出了一個(gè)聰明的計(jì)劃,當(dāng)時(shí)凡是愛(ài)好物理學(xué)上的奇異現(xiàn)象的人,都對(duì)這個(gè)計(jì)劃感到興趣。
他的計(jì)劃,“不多不少,只是挖掘一條600公里長(zhǎng)的隧道,把俄國(guó)新舊兩個(gè)首都用一條筆直的地下線路連接起來(lái)。這樣,人類就第一次有可能在筆直的道路上行走,而不必象過(guò)去那樣走彎曲的道路了”(作者的意思是,我們所有的道路都是沿著彎曲的地面筑成的,所以都是呈弧形的,而他所設(shè)計(jì)的隧道卻是筆直的,是沿著一條弦行進(jìn)的)。
這樣的隧道,如果真的能掘成,一定會(huì)有一種世界上任何道路所沒(méi)有的奇異的性能。這種性能就是:任何車(chē)輛在這樣的隧道里都能自己行動(dòng)。
讓我們回想一下剛才講過(guò)的貫通地球的無(wú)底洞吧。從列寧格勒到莫斯科的隧道也是這樣的一個(gè)無(wú)底洞,只是它不是沿著地球的直徑,而是沿著地球的一條弦挖掘的。的確,在你看的時(shí)候,你會(huì)覺(jué)得這個(gè)隧道是水平的,火車(chē)一定不能利用重力在里面行駛?墒沁@只是你的錯(cuò)覺(jué):你可以想象朝著隧道的兩端畫(huà)兩條地球的半徑(半徑的方向就是豎直線的方向);這時(shí)候你就會(huì)看出隧道并不和豎直線的方向成直角,也就是說(shuō)不是水平的,而是傾斜的。
在這樣的斜隧道里,所有物體都會(huì)在重力的作用下來(lái)回移動(dòng),并且總是緊貼著隧道的底部。如果在隧道里建筑鐵道,那末火車(chē)就會(huì)在里面滑著行駛:車(chē)身的重量代替了火車(chē)頭的牽引力。一開(kāi)始,火車(chē)走得很慢。以后自動(dòng)火車(chē)的速度就越來(lái)越高;不久速度就達(dá)到了難以想象的大小,終于使隧道里的空氣會(huì)顯著地妨礙著火車(chē)的運(yùn)動(dòng),F(xiàn)在讓我們暫時(shí)忘掉這種空氣障礙物正是它使我們的許多吸引人的計(jì)劃無(wú)法實(shí)現(xiàn)而繼續(xù)研究火車(chē)的行駛;疖(chē)在接近隧道中點(diǎn)的時(shí)候,就達(dá)到了極大的速度比炮彈還要快幾倍!這樣的速度幾乎可以使火車(chē)一直開(kāi)到隧道的另一端。假如沒(méi)有摩擦力,那就連“幾乎”這兩個(gè)字也用不著了:火車(chē)不用火車(chē)頭,會(huì)自己從列寧格勒一直開(kāi)到莫斯科。
火車(chē)這樣走一趟所需要的時(shí)間,同物體穿過(guò)沿著地球直徑挖掘的無(wú)底洞所需要的時(shí)間一樣:42分12秒。非常奇怪,時(shí)間的長(zhǎng)短竟跟隧道的長(zhǎng)短沒(méi)有關(guān)系;從莫斯科到列寧格勒,從莫斯科到海參崴,或者從莫斯科到墨爾本,都需要同樣的時(shí)間①。
任何別的車(chē)輛搖車(chē)、馬車(chē)、汽車(chē)等所需要的時(shí)間也都是一樣。這種童話式的道路并不象童話里說(shuō)的那樣它本身會(huì)移動(dòng),可是所有的車(chē)輛卻可以在它上面自動(dòng)地疾馳,用難以想象的速度從一端駛向另一端!
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