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        物理學(xué)家的靈感抽屜

        2007-12-31 00:00:00萊特曼
        飛碟探索 2007年8期

        在柔和的藍(lán)光下,女芭蕾舞者滑討舞臺(tái),升入空中。她的趾尖幾乎不觸及地面。輕跳,足尖輕輕顫抖相觸,再輕跳。雙腿相交,擺動(dòng),雙手伸開成一大弧。這舞者很明白,要是太注意身上的動(dòng)作,就最容易損毀她美妙的舞姿。最好是聽其自然,依賴她多年來天天練舞時(shí),練出的肌肉對力和平衡了解的功夫。

        她在舞時(shí),大自然正在運(yùn)行它的定律,毫不錯(cuò)誤,絕對可靠。在以單足趾尖獨(dú)立時(shí),她身體的重量很精確地和地板反壓鞋尖的力相平衡。相接觸面的分子被壓縮,壓縮的程度正好可以產(chǎn)生恰好而相同的力。重力被電力平衡住了。

        一條不可見的直線自地球中心向上劃過她和地面的接觸點(diǎn)。如果她身體的重心移過這條線一厘米,重力就會(huì)產(chǎn)生一力矩,她就會(huì)摔倒。她對力學(xué)一無所知,可是她可以一次好幾分鐘地翱翔在她的足趾尖上。她的身體不斷地做輕微扭動(dòng),這扭動(dòng)透露了力矩同慣性間的親密關(guān)系。

        重力有一個(gè)優(yōu)美的特性:它把任何物體都不分彼此地做等加速。就因?yàn)槿绱?,航天員在繞地軌道上感覺不到有重力——無重力感;航天員的軌道和他乘坐的宇宙飛船的軌道完全相同,因此看上去他好像浮游在宇宙飛船中。愛因斯坦比任何人都了解這一點(diǎn),他用一個(gè)幾何成分比物理成分要多、曲線成分比力的成分要多的方法去描述重力。女芭蕾舞者輕跳升空時(shí),在那升空又降下的一瞬間,她感覺不到重力。她把她手上拿的花放開,花和她同時(shí)以同一軌線下落。

        現(xiàn)在她在準(zhǔn)備做一急速旋轉(zhuǎn)。右足向后移到舞步中的第四位置,用足一推,手向內(nèi)收,把轉(zhuǎn)速增加。她升空而急轉(zhuǎn)了。失去平衡前,她可以轉(zhuǎn)四圈。男舞者用前腳板觸地,接觸面增大,可以轉(zhuǎn)六到八圈。女芭蕾舞者轉(zhuǎn)了以后,以第五位置落地,把身體平衡了,臉上顯出微笑。在她平衡身體時(shí),她把旋轉(zhuǎn)的能量很平滑地給回了地球,-雙足在地面很快停住——腳和地面的摩擦力把她的旋轉(zhuǎn)停住了。摩擦力極為重要;除非有外力,靜者恒靜,動(dòng)者恒動(dòng)。一個(gè)作用必有反作用。

        雖然女芭蕾舞者的性格很難臆測,可是她的舞技依賴的是物理定律的不變性。在昨天晚上的表演中,第一次升空旋轉(zhuǎn)時(shí),她只轉(zhuǎn)了三圈半。落地后,在數(shù)米外做一阿拉伯姿勢,單足金雞獨(dú)立,一手向前伸,另一腳及手向后伸。每一次稍不同的表演,在她接觸地面的那一點(diǎn)的原子,在她降落的千分之一秒那一瞬間,必須要能做絕對可靠的反應(yīng)。牛頓的重力、庫倫的電力及電子的電荷,每夜都要一樣;如果不是的話,女芭蕾舞者就無法估計(jì)地面的彈性及她需用的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。她的舞技優(yōu)美的地方在于無法預(yù)測她表演的細(xì)節(jié),而大自然的藝術(shù)則來自它的確定性。

        女芭蕾舞者從一個(gè)舞姿變到另一個(gè)舞姿,每個(gè)都是那樣弱不禁風(fēng)而又很對稱。在物理中,晶體的構(gòu)造也有對稱性,有的轉(zhuǎn)半圈才呈對稱性,有的轉(zhuǎn)三分之一圈,有的轉(zhuǎn)四分之一圈,有的轉(zhuǎn)六分之一圈。轉(zhuǎn)五分之一圈或七分之一圈呈對稱性的晶體不存在,原因很簡單:我們可以用三角形、四角形、六角形鄰接在一起,使平面上毫無空隙;五角形、七角形就做不到。女芭蕾舞者表演出大自然的形態(tài)。她先表演出弱不禁風(fēng)的飄然仙姿,再表演出有詩情畫意的舞姿。她掙扎苦練多年,從許多最好的芭蕾舞星的舞技片段中,掙扎出一個(gè)她獨(dú)有的舞蹈風(fēng)格。當(dāng)她在表演舞蹈時(shí),陪她共舞的大自然,用了它的定律,也表演了它的技巧。這是最終結(jié)的古典技巧,自宇宙洪荒、開天辟地以來,就沒有變過。

        女芭蕾舞者表演結(jié)束時(shí),在一個(gè)半彎腿的姿勢后,向上一躍0.6米。地球,為了要平衡她的動(dòng)量,也跟著輕輕朝后跳了一下。它的軌道向下移了一個(gè)十兆分之一的原子大小的距離。沒有人會(huì)覺得,可就是這么精確地移了一下。

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