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趣味物理学
1.7.19 5.19 失去重量的人
5.19 失去重量的人

也许每一个人在儿时都曾有过这样的幻想:幻想自己变得像羽毛那么轻[8],甚至轻于空气,这样的话,自己就能在空中像小鸟一样自由自在地飞翔,没有那令人讨厌的重力束缚,爱去哪儿就飞到哪儿去,还能环游世界,那该多有趣!

在做这个美梦之前,我们似乎忘了一件重要的事,那就是我们之所以能在地面上行动自如,其实就是因为我们比空气重。正如物理学家托里拆利所言,“我们都生活在空气这个大海洋的底部”。且不问什么原因,假如我们变轻了,轻于空气,那么我们就会从空气海洋底部浮起,一直升到空气海洋的表面。那时的我们,真的就如大诗人普希金笔下的“骠骑兵”所遭遇的那样了:“我将整瓶都喝光了,不管你信不信,突然间,我变得身轻如羽,慢慢地向空中飘了起来。”我们会一直往上升,升到空气密度跟我们身体密度相等的高空,那儿离地面有好几千米高。而我们儿时的梦想,想在美丽的大山和广阔的平原上空自由飞翔的愿望,也随之飘得不见了踪影,因为我们刚摆脱重力的枷锁,立即又成了另一力量的俘虏,那就是大气流。

著名的科幻作家威尔斯在他的一部科幻小说里曾精彩地描写过这种情景。我们来看一看这个故事。

有一位患有肥胖症的人,他千方百计想让自己的体重变轻。小说的主人公刚好有一种神奇的药方,按这个药方配药吃的话,体重自然就会变轻。胖子向他要了这个药方,照着配药,并服下了药。不久,小说的主人公去看望这位胖子,于是他碰到一些让他惊讶不已的意外事情。他敲了敲胖子的房门:

好长时间没有人来开门。不过我的耳边还是传来钥匙的转动声,紧接着我就听到了派克拉夫特(胖子的名字)的喊声:

“请进。”

我轻轻扭了一下门柄,推开了房门。起初,我自然以为派克拉夫特就在门后,我一眼就能看到他。

可是,谁曾想到,他竟然不在房间里!

整个书房都乱糟糟的,东倒西歪的书本和文具中间乱七八糟夹杂着一些碟子和汤盆,椅子都掀翻在地上,可是就是不见派克拉夫特的身影……

“嘿,我在这儿,老兄,快关上门!”他冲我喊道。这时,我才发现他。

我的大胖子朋友竟然挂在天花板下,就在靠近门框的墙角落上,全身好像被什么东西粘着一样。他的表情充满了恼怒和惊惧。

“千万别有什么差池,派克拉夫特先生,稍不小心,您就会跌下来的,小心可别把头摔伤了。”我吃惊地说。

“我就是想跌落下来呢。”他恨恨地说。

“您这么一大把年纪和这么沉的体重,竟然能做这种高难度的运动来锻炼身体。真不简单……可是,我真的有点想不明白,您是怎样让自己挂在天花板上的呢?”我惊奇地问。

突然间,我发现没有任何东西支撑他,他是完全飘浮在天花板下的,就像吹足气的氢气球那样贴着天花板。

他的双脚使劲蹬天花板,双手抓着门框想沿着墙壁爬向我。他的一只手抓住了一个画框,可很快画框就离开了墙,跟着失去牵绊的他向天花板飞去,狠狠地在天花板上撞了一下,接着整个人又紧贴在天花板下。看到这一幕,我终于明白为什么他的双膝和双肘的地方有那么多白粉了。他的双手不停往下抓,这回抓到了壁炉,于是他又努力往下爬,这次显得更细心。

他一边爬,一边喘着粗气说:

“太灵验了,太灵验了,用了你的药方,我几乎失去了全身的重量了。”

经他一提醒,我一下子明白了这一切。

“派克拉夫特!”我对他说道,“您其实只想治疗您的肥胖病,可是之前您却总是说要减轻体重……好了,不说这些,你别急,我马上来帮你。”我一面说,一面立马上前抓住他的一只手,使劲把他拖了下来。

他紧抱住我,努力地伸出双脚想站稳,可整个身体却不由自主地在房间里蹦来跳去。这一切简直太不可思议了!我抓着他的情形,就像在大风中努力拉扯船帆一样。

“那儿有张桌子,”我这位不幸的胖朋友气喘吁吁地说,他已经折腾得疲惫不堪了,“很重,很结实,赶快把我塞到它的下面,快,快……”

我赶紧照做。可是,即便他全身都已经藏在了桌子底下,可一刻也没有停止摇晃,就像不停地想飞到天空中去的氢气球一样,一刻也不曾安宁。

“我必须提醒你一件事情,”我严肃地说,“您可千万别跑到屋外去。要是你到了屋外,就没那么幸运了,那您可能会升到高空,永远也不会回到地面上来了……”

面对如今的处境,我只能安慰他、提醒他要面对现实,多想想办法,比如试着用双手在天花板上走路,这应该对他不是什么难事。

“我最痛苦的是没法安稳地睡觉。”他苦恼地说。

于是,我将一个软床褥子铺在他睡觉的钢丝床上,并把一切睡觉用的其他东西也一一绑在它上面,最后把被子牢牢系在床边。

我请人搬来一架木梯,并把所有的食物移到书橱顶上。当然,我们还想出一个让他兴奋不已的方法,能让他随时落到地面上来,这个方法非常简单,那就是我们把厚厚的《大英百科全书》搬到书橱的最上层,他只要抱着两卷书,就可轻松落地了,这真是一个绝顶聪明的方法。

为了让他能好好地生活,我在他家里足足待了两天。这两天里,我竭尽所能地想办法用钻子和小锤给他做了一些奇特的用具,还在他腰上系了一根电线,以便有麻烦时可随时按唤人铃,等等。

我累了靠在壁炉旁边休息,而我的胖子朋友呢,仍将自己挂在我门边的那个角落上,那可是他如今最喜欢的地方了,此刻,他正拿着一张土耳其地毯,想把它钉在天花板上。突然,我想到了一个好办法:

“派克拉夫特!”我冲他喊道,“唉,看来我们这一切都是白费劲了!我们在衣服里装一些铅片不就解决了所有的问题了吗!”

听到我的话,派克拉夫特激动得差点掉下眼泪。

“我马上去买一张铅板。”我说,“对,把铅片装在衣服衬里。嗯,靴子里也要装一层铅片,最后再给你做一只实心铅皮手提箱,那就解决一切麻烦了!到那时,您就不用老待在房子里,可随时出门了,甚至可以去国外旅行。您还丝毫不用担心安全,万一轮船出事,你只需要脱下身上的一两件衣服,就可以在空中飞啦。”

图5-21 悬浮在墙角上的胖子

初看这部小说,上面所描述的情形似乎完全符合物理学定律,可是这其中还是有一些问题有点言过其实。当然,最根本的问题还是,即便胖子的重量完全失去,他也不可能飘浮到天花板下。

根据阿基米德原理,我们可知,要使派克拉夫特能浮在空中,那么他身上的衣服和携带的物品的重量必须轻于他肥胖的身体所排开的空气的重量。一个人到底能排开多少重量的空气呢?这取决于他的体积。而我们知道,人体的比重与水基本相当,这就是说,我们成年人平均体重为60千克的话,他的体积等于60千克水的体积。而空气的比重只有水的770分之一,那么跟人同体积的空气重量大约为80克。这位派克拉夫特先生,虽然是个大胖子,想必也不会超过100千克,折算成排开空气的重量也顶多130克。再来看他全部衣服及物品的重量,上衣、裤子、鞋、袜、日记册、怀表,当然还有一些不知名的小东西,它们中每件的重量就会超过130克,何况是加在一起呢。由此看来,我们的派克拉夫特先生并不会浮到空中,还是会老老实实地待在地上,当然啦,他有点儿站不稳,但绝不会像氢气球往上升。只有他赤裸着身体,才会浮到天花板底下。不过穿着衣服的他要是跳高的话,那可不得了,简直像绑在“跳球”上的人那样,稍稍使点儿劲,就能跳好高,要是恰好没有风吹来的话,他又会晃晃悠悠飘落下来。