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肥皂船实验创新插孔科技,开普勒定律引领科学革命

时间:2023-08-17 理论教育 版权反馈
【摘要】:接着,他又用剃须刀片从肥皂上切下小小的薄片,插入了小孔之中。[1] 约翰内斯·开普勒,17世纪科学革命的关键人物,他发现的开普勒定律直接启发了牛顿发现万有引力。[2] 皮埃尔-西蒙·拉普拉斯,法国著名天文学家,天体力学的集大成者。

肥皂船实验创新插孔科技,开普勒定律引领科学革命

如果能在飞船屁股后头装载一堆物质和反物质,随后驱策它们同归于尽,距离老人星就会更近一步吧?想到这一点,星星终于破涕为笑。

“理论确实支持这一点。只要有0.5克反物质与0.5克物质碰撞‘湮灭’,我们就会得到90万亿焦耳的能量,相当于1000颗原子弹同时爆炸。假如能用反物质做引擎,很可能将飞船的速度提高到70%的光速,那么,用不了10年,我们就可以来一次往返比邻星的历险了。”荧屏小姐说。

我才不稀罕去什么比邻星。星星暗自想。

荧屏熄灭,画廊又只剩下了两个人。她们慢慢地踱步,一一穿过那些肖像下方的铭牌:尼古拉·哥白尼、约翰内斯·开普勒[1]、伽利略·伽利莱、张衡、皮埃尔-西蒙·拉普拉斯[2]、艾尔伯特·爱因斯坦斯蒂芬·威廉·霍金……

外头连通了一片草坪,草叶正在休眠。钢笔小姐带领星星继续在阳光下散步,渐渐向着一个半卧姿势的背影靠近。那人悠闲地用肘部支起一个大脑袋。

“你在做什么?‘格子先生’[3]。”星星看到他正望着前方发呆。那里摆着一只塑料脸盆。

“做实验。”穿着格子外套的先生平静地答道。走近后发现,一件黑色毛衣的领口露出了他的外套。星星调皮地将手指伸向水盆。

“还得再等一会儿。”格子先生并不生气。他将一张纸对折,动作麻利地叠出一艘小船,在船尾扎了一个小孔。接着,他又用剃须刀片从肥皂上切下小小的薄片,插入了小孔之中。

等到水面完全平静下来,格子先生将纸船放了进去。它像被架上弹弓似的,毫无声息地迅速射向前方。

格子先生抬起头,透过一副树脂做的黑框眼镜,似有似无地打量着星星。

“是什么在推它呢?任何东西往前走,都是有力量在推的。”星星问道。(www.xing528.com)

“引擎就是那块肥皂片,”格子先生不紧不慢地回答,“大概有必要先说一说水里发生的简单事实。一滴水受到挤压,它的表面会产生一种反作用力,好像有个力量在对抗你,这被称为张力。”

星星鼓起腮帮,挠了挠头。

“这么说吧,清晨公园里的叶片上缀满了露珠,而不是滑落下来;你往一枚硬币上连滴几十滴水,会附着在表面弯曲成一个半圆,而不是立刻溢到桌子上;轻手轻脚地将回形针放进水缸里,它会漂浮而不是沉下去。这些都是因为水的表面存在张力,”格子先生说,“如果小船前方水面和后方水面的张力相同,它就会保持静止,但是肥皂打破了僵局,它里面的物质可以减小水面的张力,后方水面的张力变小了,前方不变,就像拔河一样,小船自然就被拉向前方。现在如果这盆水是宇宙空间,纸船是飞船,可能也是这样的。”

钢笔小姐拿出笔记本唰唰书写起来。

“宇宙是不平坦的,到处都在弯曲。”他说。星星想到了那个黑暗房间里,那块丝绒做的桌布。大大小小的弹力球让它变得坑坑洼洼。

“所以如果可以把飞船后方的空间熨得平一些,飞船自然就会向着前方更加弯曲的空间行进。请记住,加速度永远只有一个方向,从弯曲程度更小的空间,指向弯曲程度更大的空间,也就是从更小的空间曲率指向更大的空间曲率。而这个速度是有可能逼近光速的。”一道光线开始缓缓从格子先生始终平静的脸上撤退。

“好了,现在我要去跑步了。”他轻快地说,仿佛即将向着繁星密布的时空广场阔步前行。

[1] 约翰内斯·开普勒(Johannes Kepler,1571—1630),17世纪科学革命的关键人物,他发现的开普勒定律直接启发了牛顿发现万有引力

[2] 皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(Pierre Simon Laplace,1749—1827),法国著名天文学家,天体力学的集大成者。

[3] 原型是科幻作家刘慈欣,他爱穿格子衬衫,喜欢跑步。此处提及的“曲率引擎”是他在《三体Ⅲ·死神永生》中描述过的。

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