金庸笔下的武功与科学知识2

我们还可以做一个小小的游戏，我在淘宝上买过一个有电力驱动的就是牧人水车模型。在叶轮的边缘上面，我们涂上1.1层泥土，在泥土里面撒上花草的种子，然后让水车缓慢转动，每天定期洒水，这是我在宁波的时候做的。大概经过一个星期，花种子就发芽了。花草发芽的时候，你会发现花草的敬业都像水车转轮的轴心处生长，而根部却向转轮的边缘生长，那就呈现出一种头尾颠倒的一个放射状态。非常有意思。为什么会出现这样一种奇特的现象呢？

原来花草在旋转过程当中感受到了离心力，并且错误地认为那就是重力，于是就顺着离心力的方向，长根背向离心力的方向发芽。你看这是不是很有趣的实验呢？无论是人造重力空间当中的宇航员，还是洗衣机里面的衣服，以及水车上面的花草，都会将离心力当成重力，这就说明了这两种力在效果上面是等价的。这个离心力不属于万有引力，也不属于电磁力，更不属于原子核内部的强力和弱力，它是变速运动当中所产生的一种惯性力。大家可以去翻一翻我前面所讲的自然世界当中的力，力分为引力、电磁力、强力和弱力。

你站在一辆静止或匀速运动的公交车上面，无论公交车是突然启动，还是突然刹车，你都会站不稳。原因很简单，就好像有人对你施加了一个公交车相反的推力。再比如说这辆公交车的快慢并没有变化，向左或向右拐了个急弯，你仍然会感觉到公交车拐弯方向有一个相反的推力，其实并没有人施加推力，仅仅是因为惯性定律产生了一种类似于推力的运动效果。这个运动效果在物理学上面都属于效果力的范畴。这个俗称惯性力。仪器运动变速都会产生惯性力。即使是匀速运动，转速没有变，转动方向却在一直沿着期限方向在不断变化的时候，所以匀速转动归根到底其实也是一个变速运动。

在一个匀速运动的系统当中，物体受到的离心力取决于运动速度，运动半径和物体的质量，并且等于物体质量、转动半径、转动角速度的平方的三个物理量的乘积。地球自转基本上可以看作是以南北两极为轴的匀速转动，地球地表每一个地方转动角的速度是相同的，但是由于运动半径不同，两极的转动半径最小，赤道转动半径就最大。因此将赤道半径带入离心公式的话，可以计算出一个人在赤道上面的重力，要比在其他任何地方都要小，大概比他在两极的重力要减少5%左右。因此从这个角度来看，赤道应该是修炼轻功的最佳场所。《神雕侠侣》当中那只不会飞的巨雕一直推着北半球的杨过往南走，可能是为了让杨过尽可能的去接近赤道吧，大概是这么回事。

著名的评书专家叫做单田芳。他曾经讲过一个评书叫做《雍正剑侠传》。当中有一位武林高手叫做童海川，八卦掌的传人，他练习轻功的方式非常奇妙。书中是这么写的，在空地上面两个大树，高大挺拔，每一棵树都是有一搂多粗，树与树之间有一丈五尺远，然后童海川跑到这里就练转树，转行。绕着这两棵树转，姿势不能搞错。怎么传？就像绕阿拉伯数字“8”那样转，然后要转多少日子呢？不要问了，过去的武术高手都是这么问，都是这么说的，转到什么时候不让你转了就行了。于是童海川就天天绕着树转，你看那两老道让童海川练武，就是让他天天在转大树。其实这个是在教他一门轻功，对吧？那么在第六回的话，实际上就显现出轻功的威力了。第六回就讲到董海川遇到了一个叫雷春的人，他绕着雷春，绕八字一转，雷春就傻眼了。他往前一瞅，前面老杆，后往后面也是老杆，左边也是老杆，他不知道哪个是真老杆，对不对？你看童海川绕着敌人转几圈了，速度越转越快，“嗖嗖嗖”一圈一圈的，就让对手感觉到四面八方都是他的身影。

然后我们来看看，我们姑且将童海川绕着敌人转圈，看作是一种匀速圆周运动，敌人站在圆心，童海川是圆周运动上面的一个质点，该质点在不停地运动。因此在敌人眼中的成像就是童海川一、童海川二、童海川三。如果质点速度不够快的时候，当童海川二出现的时候，童海川一已经消失了，童海川三出现的是童海川四已经消失了。敌人看到的总是一个童海川，不可能看到前后左右都是童海川的幻象，可是如果这个质点运动的速度足够快的时候，当童海川二还出现的时候，童海川一仍然停留在对手的视觉印象当中。

大家都知道这种现象就叫做视觉暂留，视觉暂留最长时间是0.1秒，也就是说童海川要在对手眼中构成连续的头像的话，他每秒钟至少要转十圈以上。每秒钟转十圈，我们来计算一下，转速的弧度是20π，角速度是20π/秒，对吧？那么假设童海川体重80公斤，转动半径一米，太长了就等于做无用功了，对不对？太短了的话，容易被敌人绊倒是不是？有了质量、半径、角速度我们可以求出他施展转大树轻功时所受到离心力，你看80公斤乘以1米，再乘以28A的平方，求得离心率就等于315827牛。315827牛是多大的一个力?它就相当于是一块312吨重的铁板压在身上。这就是说明童海川承受的离心力是相当巨大的。正常人类是无法克服如此之巨大的力量，如果硬要克服的话，比如说制造做一个半径一米，角速度是20π的高速转盘，让童海川固定在转盘的边缘上.也就是说在第一圈还没转完的时候，他已经被摔成肉饼了。所以离心力是相当可怕的。我们开车的时候要特别当心，千万不要在车速非常高的时候急拐弯，因为急拐弯就相对强迫车身在短时间内转一个比较大的弧度，转动的角速度急剧增加，车身所受的离心力就跟着变大，会导致侧滑和翻倒了！

关于离心力我们就聊到这里，让我们一起，自我迭代，认知越狱，格致教育工作坊，每天都在这里等着你。

讲座时间：2019年4月14日

文稿整理：林蓝 韦利

录音整理：程伟

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