黃大榮

減肥是當(dāng)代生活中的熱詞。減肥是減體重的俗稱。體重就是人體的重量而不是人的質(zhì)量。質(zhì)量在物理學(xué)上是物體固有的特性。重量卻是質(zhì)量在地球引力場(chǎng)中表現(xiàn)出來(lái)的力。牛頓第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式：F=ma，F(xiàn)是力，也叫重力（重量），m是質(zhì)量，a是重力加速度。地球上a=9.8/米秒平方?？梢?，重量與質(zhì)量根本不是一回事。

站在磅秤上測(cè)量，顯示60kg，kg即千克，公斤。假如磅秤放到月球上，它顯示的體重只有10公斤了。什么原因？月球的引力場(chǎng)變了，引力只有地球的六分之一。根據(jù)牛頓萬(wàn)有引力定律，引力F與月球和人體質(zhì)量的乘積成正比，可見，月球的質(zhì)量是地球的六分之一。簡(jiǎn)而言之，質(zhì)量不變，重量是可變的。

我們生活在地球上，站在地面上，人體的重力與地面給予人體的彈力相互抵消，也就是處于力平衡狀態(tài)，所以感受不到“失重”。我們的生理運(yùn)動(dòng)，血液循環(huán)、新陳代謝，已經(jīng)適應(yīng)了這種力平衡態(tài)。我們活得踏踏實(shí)實(shí)，沒有異常的不適感覺。

宇航員就不同了。他們?cè)谔张摾?，處于失重狀態(tài)。為什么會(huì)失重？不是因?yàn)橛詈絾T距離地球很遠(yuǎn)，而是在隨太空艙繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)，盡管繞行的“線速度”基本不變，但是速度的方向在隨時(shí)變化，地球引力導(dǎo)致這種方向在不斷地改變。作用于人體的，就不僅有引力（重量），還有做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的離心力。正是這兩種力的相互抵消，讓宇航員感受到失去了重量。他們?cè)诳臻g艙里“飄”了起來(lái)。

由此看出，速度是矢量，也就是說(shuō)，速度不僅有大小，還有方向。這兩個(gè)因素，改變其中任何一個(gè)，就有“加速度”，就有力的存在或變化。

眾所周知，物理學(xué)里有一個(gè)著名的伽利略比薩斜塔實(shí)驗(yàn)。質(zhì)量大小不同的鐵球，從塔頂自由落體，并不像人們想象的，重的先落地，輕的后落地，而是同時(shí)落地?？梢娙说闹饔^臆測(cè)是極不可靠的。當(dāng)我們把牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律聯(lián)系起來(lái)：F=ma= GMm/r2，我們看到，等號(hào)兩邊的m（即物體的質(zhì)量）可以被消掉（數(shù)學(xué)上叫約去）；因此，物體在引力場(chǎng)中做自由落體運(yùn)動(dòng)，與它們的質(zhì)量無(wú)關(guān)。約去質(zhì)量后，加速度a=GMm/r2，這里，G是萬(wàn)有引力常數(shù)，M是地球的質(zhì)量，r是地球中心到物體中心的距離。加速度隨著這個(gè)距離變小，越來(lái)越大。

當(dāng)人從高空墜落，速度越來(lái)越快，每秒鐘速度增加9.8米/秒平方。跳傘者從4000米高的空中下落時(shí)，開傘之前，有一小段時(shí)間的的自由落體，之后減速，是因?yàn)槭艿娇諝庾枇ΑＳ醒芯勘砻?，在自由落體過(guò)程中，增加的壓力會(huì)把鼻竇和耳朵里的空氣擠壓出來(lái)。會(huì)使耳朵和鼻竇疼痛，也會(huì)產(chǎn)生眩暈、頭痛和惡心的感覺。未經(jīng)嚴(yán)格訓(xùn)練，會(huì)很危險(xiǎn)。

宇航員在太空，因?yàn)槭е?，肌肉?huì)萎縮，鈣會(huì)流失。他們必須堅(jiān)持在艙中鍛煉，返回地面后，需要長(zhǎng)時(shí)間地調(diào)理和恢復(fù)。

需要看到，自由落體中的物體是速度大小的改變，這時(shí)，如果忽略空氣阻力，懸在空中的物體受到的力，是唯一的重力，重力一直沒有消失，理論上越來(lái)越大（與地心的距離在減?。什淮嬖谑е匾徽f(shuō)。有人把這時(shí)的狀態(tài)也叫失重，其實(shí)是說(shuō)失去了站在地面時(shí)的正常重量。

太空失重，是速度方向的改變。太空人和物體，因重力與離心力抵消，這才有失重狀態(tài)。

生活中有許多似是而非的說(shuō)法，不深入地科學(xué)地考察，往往人云亦云，以訛傳訛。這也是需要科普的原因。

責(zé)編：何建嬌