趣味物理学/趣味科学丛书

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10.儒勒·凡尔纳如何描写这种月球旅行 通过阅读凡尔纳创作的《从地球到月球》，我们 很难忘记在旅行中，炮弹飞越地球和月球引力相等时 的那一点的美妙时刻。此时发生的情景犹如带有童话 色彩的故事。炮弹中的一切都失去了重量，旅行者只 要轻轻一跳就会在空中悬浮。 尽管这段描写非常正确，不过作者忽视了飞越引 力相等时的那一点的前后所能看到的情景。不难证明 ，炮弹滑膛而出的时候，车厢里的任何事物都处于失 重的状态下。 这样的说法好像让人觉得不可思议，不过我确信 你很快就会因为没有及时发现自己的错误而感到震惊 。 让我们再举一个凡尔纳小说中的例子。乘客们把 狗的尸体扔掉后惊奇地发现它没有向地球下落，而是 和炮弹一起继续飞行。小说家准确地描述了这一现象 ，并且对它做出了科学的解释。我们都知道，在真空 中，任何物体的下坠速度都是相等的，地球引力让所 有物体获得了相同的加速度。在这样的情况下，炮弹 和狗的尸体受到地球的引力影响，具备了相同的加速 度，更确切地说，炮弹和狗的尸体在从炮筒里射出时 获得了相同的速度，在重力的作用下又一同降低了速 度。由此得知，炮弹和狗的尸体在途中每一个点的速 度都是完全一致的。那么被扔出炮弹的狗的尸体肯定 会紧紧地跟在炮弹的后面。 不过小说家忽视了一点：假如狗的尸体在炮弹外 面不向地球下降，那么它在车厢里时为什么会向下降 ？要知道狗无论在炮弹内部还是外部，受到的作用力 都是相同的。狗的尸体在炮弹里没有支点，它的速度 等同于炮弹的飞行速度，所以它应该悬浮于空中。对 于狗的尸体来说，炮弹是处于静止状态的。 这个道理适用于狗的尸体，也同样适用于乘客和 炮弹内部的所有物体：他（它）们在行程中的任何一 个点上都具有炮弹本身所具备的速度，所以，就算没 有支撑点，他（它）们也不会坠落。如果将炮弹内部 地板上的椅子反着放在天花板上，它也不会朝下面坠 落，它会跟着天花板一起朝前方飞行。乘客可以四脚 朝天坐在这把椅子上，无论坐到什么时候都不会有从 天花板上掉下来的危险。要知道，掉下来就意味着椅 子接近地板了，也就是说炮弹的飞行速度比乘客的速 度（要不然椅子不会接近地板）快。不过这种可能是 不存在的，因为炮弹内所有的物体都具有和炮弹相同 的加速度。 小说家忽略了这一点。他认为飞行的炮弹只有受 到重力的作用才会继续挤压它们的支撑点，仿佛炮弹 静止了一样。儒勒-凡尔纳并未对此重视，假如物体 和支撑点都受到重力的影响，在宇宙中以相同的加速 度飞行，那么，它们就不会彼此压迫。 如此一来，从坐在车厢里的乘客开始旅行的那一 刻起，乘客们就已经失去了所有重量，并且可以自由