凡尔纳笔下的月球之旅

时间:2023-11-17 16:09:03

前面一节里,我们提到了儒勒·凡尔纳写的幻想小说。读过的人都被里面的有趣情节深深吸引了,小说里描写的一切简直就跟童话一样:炮弹飞行到地球和月球的引力相等的时候,所有东西都没有了重量,人从炮弹里跳出来,就那样悬在空中。

我们现在承认这段描述是正确的,但是有一点需要注意,其实在炮弹飞行的过程中,炮弹里的人和所有物体一直就没有重量,这一点,很容易证明。

凡尔纳笔下的月球之旅

乍一听,似乎令人难以置信,但是仔细想一下,你就会感到奇怪:自己为什么会出现这样的疏忽呢?

我们仍以这篇小说为例,如果你还记得里面的内容的话,一定记得这样一个情节:

炮弹里的乘客把一只狗的尸体扔到炮弹外面,尸体并没有落向地面,而是继续和炮弹同向飞行,乘客都惊呆了!

作者描述的这一场景是正确的。

我们知道,在真空环境里,地球引力的存在,使得所有的物体下落的速度(或加速度)都相同。确切地说,在重力的作用下,炮弹发射时,它和里面乘客的速度始终是相同的,因此,炮弹和狗的尸体在飞行轨迹上的每一点,都始终具有相同的速度。也就是说,从炮弹里扔出去的尸体,会随着炮弹的方向,以同样的速度向前飞行。

不得不承认,作者忽略了一个细节:狗的尸体在炮弹扔到外面后,没有落到地面上,为什么在炮弹里面,却下落了呢?

不管在炮弹里面还是外面,它受到的作用力始终是相等的。所以,尸体在炮弹里,应该是悬浮在空中,而不是下落的。因为它的速度和炮弹相同,如果以炮弹为参照系,它始终是静止的。

对于炮弹里的人和其他物体,这一原理同样适用:在飞行轨迹上的每一点,所有物体的速度相同,即使没有东西支撑,任何物体都不会浮起,更不会落下。如果把一把椅子倒放在炮弹的顶部,它一样不会下落,因为它和炮弹的速度相同。同样的道理,炮弹里的人甚至可以头朝下,且不会下落,没有力量可以使它下落。可以反过来想一下,如果人从上面落下来,说明炮弹的速度比人快(不然椅子不会下落)。但这是不可能的,炮弹和它里面的所有东西,都具有相同的加速度。

作者没有想到这一点,在他的想象中,炮弹里的物体虽然同炮弹一同飞行,但仍然需要一个支撑,就像炮弹没飞行时一样。作者没有考虑到的是,物体之所以对支撑点有压力,是因为支撑点保持静止,或者说,即使支撑物在移动,但二者移动的速度不同。如果二者的速度相同,压力也就不存在了。

所以说,炮弹里的人从炮弹飞行的瞬间开始,重量就消失了,在炮弹里可以自由停靠。同样的道理,炮弹里的其他东西也没有重量。通过这个特点,炮弹里的人就可以判断,自己是跟随炮弹一起飞行还是待在一动不动的炮弹里了。在作者的笔下,炮弹飞行半小时后,人们仍然在讨论这个问题,都没有弄清楚自己是否已经在飞行。里面有一段有趣的描写:

“尼柯尔,我们在飞行吗?”

尼柯尔和阿尔唐面面相觑,都没有感受到炮弹的变化。

“真的!我们是不是在飞行?”阿尔唐重复地问道。

“我们不会还停在佛罗里达的地面上,或墨西哥湾的海底下吧?”

如果是乘坐在轮船上的乘客,发出这样的疑问是可以理解的,但是对于炮弹里的乘客来说,这样的疑问就变得没有意义了。因为对于轮船上的乘客来说,重量并没有消失,但是对于炮弹里的乘客而言,不可能感受不到自己的重量已经消失了。

不可否认,在这部幻想小说里,作者忽略了很多细节。其实,正是这些忽略的细节,本来可以是很好的写作素材。通过飞行的炮弹,我们应该可以看到这些奇怪的现象。在这个不同的世界里,所有东西的重量都会消失,所有的东西一旦放手,就会停在刚才放手的地方:无论放在什么地方,都很容易找到平衡;瓶子被打翻后,里面的水也不会流出来……