毒液|自行车骑起来为啥不倒?科学家想了200年,至今仍是未解之谜
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纵览人类的生活方式 , 20万年前与10万年前相比 , 几乎没有太大的改变;600年前与500年前相比 , 同样没有太大的改变 。 而如果将现在和100年前相比 , 那完全可以说是天翻地覆的改变 。
为什么会有如此之大的变化呢?其实这得益于科技的帮助 。 经过近百年的实践总结 , 人类早已意识到科技是第一生产力 , 人类的每一次进步 , 都离不开科技的推动 。
然而 , 科技的发展从本质上看 , 其实就是科学的发展 , 因为科技实际上是科学在物质世界中的具体映射 。 如果将科学和科技看作一辆高速行驶的汽车 , 那么科学则是这辆汽车的方向盘和发动机 , 它为科技的发展指明了方向、提供了动力 。
虽然人类在科学的帮助下认识了世界 , 了解了宇宙中诸多的奥秘 , 但是科学也并不是万能的 , 在我们的日常生活中 , 就有许多常见的物理现象科学根本无法解释 , 例如一个非常“简单”的问题——自行车为什么骑起来不会倒 。
可能许多人会对此感到非常诧异 , 要知道自行车都发明两百年了 , 怎么会不知道其中的原理呢?然而事实就是如此 , 这个“简单”的问题科学家们已经思考了200多年 , 可至今仍然是个未解之谜 。
就连世界最权威的学术期刊之一《科学》(Science)杂志上 , 都刊载了好几篇关于这个问题的论文 。
当然了 , 虽然没弄明白自行车骑起来不会倒的确切原因 , 但是这群连宇宙大爆炸都能搞明白的科学家们 , 还是将可能的原因缩小到了有限的几个方面 。
第一种可能是“陀螺效应” 。 在对自行车稳定性的解释中 , 这种说法流传得最为广泛 , 许多科普读物中都喜欢用这种方法 , 来解释自行车骑起来为什么不会倒的问题 。
简单来说 , 当自行车的前轮转动的时候 , 其自身的离心力会让它自身保持平衡 , 这就像高速转动的陀螺一样 。
陀螺在高速旋转的过程中 , 会始终围绕着它的自转轴 , 保持旋转方向的惯性 , 从而能够在受到外力的情况下一直旋转 。
第二种可能是“离心力效应” 。 1948年 , 著名力学专家 S.P.铁木辛柯和D.H.杨 , 在其合著的《高等动力学》一书中 , 也曾对自行车能保持自我平衡的问题进行了探究 。
中间为S.P.铁木辛柯
他们认为 , 当自行车向某个方向倾斜时 , 骑车的人就会将前轮向倾斜的一侧转 , 由于前轮方面变了 , 但是前进的动能还在 , 自行车就会沿着前轮所在的倾斜圆周进行运动 , 此时产生的离心力就会将自行车扶正 , 从而保持自身的平衡 。
第三种可能则是“脚轮效应” 。 1970年 , 英国化学家、作家大卫·骏斯( David E.H. Jones) , 在当时一个普通的科学杂志上发表了一篇文章 , 文中称自己发明了一辆没有用到“陀螺效应”的自行车 , 而这辆自行却能够正常的行驶 , 且保持自身的平衡 。
大卫·骏斯的方法很巧妙 , 他在普通自行车的前轮边上 , 增加了一个大小粗细都相同的轮子 , 在运动的过程中 , 这个后加上去的轮子和原本的轮子旋转方向相反 , 但是旋转速度却是相同的 , 这样就从根本上抵消了“陀螺效应”带来的平衡性 。
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