《趣味物理學(xué)》在線閱讀——第4章 旋轉(zhuǎn)運動·“永動機”(8)

4.8　“見怪不怪”

　　許多人迷戀在“永動機”的創(chuàng)造里面，得到了非常悲慘的結(jié)局。我知道有一位工人，為了試制一架“永動機”的模型，用完了他的收入和全部積蓄，最后變成了一貧如洗。他成了那不可實現(xiàn)的幻想的犧牲者。但是他雖然衣衫襤褸，整天餓著肚子，卻仍舊向人家要求幫助他去制造已經(jīng)是“一定會動”的“最后模型”。說起來是很沉痛的，這個人所以失掉了一切，完全是因為對于物理學(xué)基本知識知道得還不夠。

　　有趣的是，找尋“永動機”固然是永遠(yuǎn)沒有結(jié)果的，反過來，對于這個不可能的事情的深入了解，卻時常會引出許多很好的發(fā)現(xiàn)。

　　十六世紀(jì)末年十七世紀(jì)初年，荷蘭著名學(xué)者斯臺文發(fā)現(xiàn)了斜面上力量平衡的定律，他發(fā)現(xiàn)這個定律的方法，正可以做上面一段話的最好說明。這位數(shù)學(xué)家應(yīng)該享受比他享受到的更大的名聲，因為他有許多重大的貢獻(xiàn)是我們現(xiàn)在還繼續(xù)利用的：他發(fā)明了小數(shù)，在代數(shù)學(xué)里最早應(yīng)用了指數(shù)，發(fā)現(xiàn)了流體靜力學(xué)定律，這定律后來又給帕斯卡重新發(fā)現(xiàn)。

　　他發(fā)現(xiàn)這個斜面上力量平衡定律，并沒有用到力的平行四邊形法則，就只是靠這兒復(fù)制出來的那幅圖。在一個三棱體上架著一串球，球一共十四個，都是一樣大小的。這一串球會怎么樣呢？那下面掛下來的部分，不成問題，是會自己平衡的，但是還有上面的兩部分，會不會平衡呢？換句話說，右邊的兩個球跟左邊的四個球會不會平衡？當(dāng)然會的，如果說不會，那么這串球就會自動不停地從右向左移動，因為一個球滑下以后就有另一個球來補充，平衡也就永遠(yuǎn)不可能得到了。但是，我們既然知道這樣架著的一串球完全不會自己移動，那么，右邊的兩個球就自然跟左邊的四個球平衡。你看，初看這好象是一件怪事：兩個球的拉力竟跟四個球的相等。

　　從這個看似奇怪的現(xiàn)象，斯臺文發(fā)現(xiàn)了力學(xué)上一個重要的定律。他是這樣來思考的：這一串球的兩段——一段長一段短——重量不相等：長的一段跟短的一段重量的比值，恰好是斜面長的一邊跟短的一邊長度的比值。從這里得出一個結(jié)論，就是用繩連在一起的兩個重物擱在兩個斜面上，只要兩個重物的重量跟這兩個斜面的長度成正比，它們就可以保持平衡。

　　有時候兩個斜面里短的一個恰好是豎直的，于是我們就得到力學(xué)上的一個有名定律：要維持斜面上的一個物體不動，一定要在豎直面的方向上加一個力量，這個力量跟物體重量的比等于這個斜面的高度跟它的長度的比。

　　這樣，從“永動機”不可能存在這一個思想出發(fā)，竟完成了力學(xué)上的一件重要發(fā)現(xiàn)。

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