童話里的道路
從前,列寧格勒(今圣彼得堡)出現(xiàn)過這樣一本書名很古怪的小冊(cè)子,叫《彼得堡和莫斯科之間的自動(dòng)地下鐵道。一本還只寫成三章、未完待續(xù)的幻想小說》。這本小冊(cè)子的作者提出了一種巧妙的設(shè)計(jì),當(dāng)時(shí)凡是愛好物理學(xué)上奇妙現(xiàn)象的人都對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)很感興趣。
他的設(shè)計(jì),“正好是挖掘一條600千米長(zhǎng)的隧道,把俄國(guó)新舊兩個(gè)首都借用一條筆直的地下線路連接起來。那么,人類就第一次有可能在筆直的大路上行走,而不用像從前那樣走曲折的道路了”(作者的用意是,我們?nèi)康牡缆范际茄刂鄣牡孛娼ㄔ斓模匀际浅驶⌒蔚模O(shè)計(jì)的隧道卻是筆直的,是順著一條弦行走的)。
這種隧道要是真的可以開鑿成功,肯定會(huì)產(chǎn)生一種世界上任何道路都沒有的奇異的性能。這種性能就是無論什么車輛在這種隧道里都可以自己行動(dòng)。讓我們回憶一下不久前說過的貫通地球的無底洞。從列寧格勒(今圣彼得堡)到莫斯科的隧道也是這樣的一個(gè)無底洞,只是它不是順著地球的直徑,而是順著地球的一條弦開鑿的。
確實(shí),在你看圖46的時(shí)候,你能感覺這個(gè)隧道是水平的,火車肯定不可能借用重力在里面行駛。然而這只是你的錯(cuò)誤的感覺:你可以想象朝向隧道的兩頭畫兩條地球的半徑(半徑的方向就是豎直線的方向);這個(gè)時(shí)候你就能看得出來隧道并不和豎直線的方向形成直角,也就是說不是水平的,而是歪斜的。
圖46 如果在圣彼得堡和莫斯科之間挖通一條隧道,那么火車不需要蒸汽發(fā)動(dòng)就可以行駛到那里,并且在自身重力下返回。
在這樣歪斜的隧道里面,一切物體都能在重力的作用下來回移動(dòng),并且經(jīng)常緊貼著隧道的底部。要是在隧道里面建造鐵道,那么火車就可以在里面滑行:車自身重量取代了火車機(jī)車的牽動(dòng)力量。最初,火車走得很慢。后來自動(dòng)火車的速度就會(huì)越來越快;沒多長(zhǎng)時(shí)間速度就可以達(dá)到不可估量的大小,讓隧道里面的空氣能很明顯地阻礙著火車的運(yùn)動(dòng)。目前讓我們暫時(shí)忘卻這類空氣的屏障物——正是它讓我們的很多誘人的規(guī)劃沒有辦法變成現(xiàn)實(shí)——而持續(xù)探索火車的行駛?;疖囋诳斓剿淼乐悬c(diǎn)的時(shí)候,就達(dá)到了超快的速度——要比炮彈還要快上幾倍!如此的速度幾乎能夠讓火車一直行駛到隧道的另一端。倘若沒有摩擦力,那就連“幾乎”這兩個(gè)字也根本用不到了:火車不需要火車機(jī)車,會(huì)自己從列寧格勒(今圣彼得堡)行駛至莫斯科。火車這么行駛一次所需要的時(shí)間,同物體穿越順著地球直徑開鑿的無底洞所需要的時(shí)間是一樣的:42分12秒。很神奇,時(shí)間的長(zhǎng)短居然和隧道的長(zhǎng)短是沒有關(guān)系的;從莫斯科到列寧格勒,從莫斯科到海參崴,或者從莫斯科到墨爾本,都需要相同的時(shí)間。
任何別的車輛——搖車、馬車、汽車等——所需要的時(shí)間也都是相同的。這種童話式的道路其實(shí)不像童話里面講述的那樣它自身會(huì)移動(dòng),然而全部的車輛卻能在它的上面自動(dòng)地飛奔,用不可估量的速度從一端飛奔到另一端!
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