《趣味物理學(xué)》在線閱讀——第4章 旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)·“永動(dòng)機(jī)”(8)

4.8　“見怪不怪”

　　許多人迷戀在“永動(dòng)機(jī)”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(dòng)機(jī)”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(shí)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(huì)動(dòng)”的“最后模型”。說起來是很沉痛的，這個(gè)人所以失掉了一切，完全是因?yàn)閷?duì)于物理學(xué)基本知識(shí)知道得還不夠。

　　有趣的是，找尋“永動(dòng)機(jī)”固然是永遠(yuǎn)沒有結(jié)果的，反過來，對(duì)于這個(gè)不可能的事情的深入了解，卻時(shí)常會(huì)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(tái)文發(fā)現(xiàn)了斜面上力量平衡的定律，他發(fā)現(xiàn)這個(gè)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?yàn)樗�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(gè)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(gè)三棱體上架著一串球，球一共十四個(gè)，都是一樣大小的。這一串球會(huì)怎么樣呢？那下面掛下來的部分，不成問題，是會(huì)自己平衡的，但是還有上面的兩部分，會(huì)不會(huì)平衡呢？換句話說，右邊的兩個(gè)球跟左邊的四個(gè)球會(huì)不會(huì)平衡？當(dāng)然會(huì)的，如果說不會(huì)，那么這串球就會(huì)自動(dòng)不停地從右向左移動(dòng)，因?yàn)橐粋�(gè)球滑下以后就有另一個(gè)球來補(bǔ)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(huì)自己移動(dòng)，那么，右邊的兩個(gè)球就自然跟左邊的四個(gè)球平衡。你看，初看這好象是一件怪事：兩個(gè)球的拉力竟跟四個(gè)球的相等。

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

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

　　這樣，從“永動(dòng)機(jī)”不可能存在這一個(gè)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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