丁 杰
1492年,意大利航海家哥伦布发现了新大陆,他成了人们心目中的英雄,被国王封为海军上将。可是,有些贵族却瞧不起他,甚至对他的发现嗤之以鼻。在一次宴会上,有人说:“这有什么了不起,上帝创造世界的时候,不就创造了那块陆地了吗?”有人说:“谁都能穿过海洋航行,谁都能沿着岛屿的岸边航行,你即使这样做了,这在世界上也是最简单不过的事情了。”哥伦布并没反驳,他从盘子中拿出了一个鸡蛋,平静地说:“女士们,先生们,你们谁能把这个鸡蛋竖立起来?”鸡蛋从一个人手里传到另一个人手里,谁也没能把鸡蛋竖起来。哥伦布拿起鸡蛋,不慌不忙地在桌子上轻轻一磕,鸡蛋破了一点壳儿,就稳稳地在桌子上直立起来了。“这有什么稀罕?”有人讥讽地说。“这本来没有什么稀罕,可你们为何不这样做呢?”哥伦布笑着说。这个故事本来只是后来人们为了颂扬哥伦布而虚构的故事而已。但是,有没有不磕破鸡蛋而把鸡蛋竖起来的办法呢?
“地溜宝”是一种很受孩子们青睐的儿童玩具,它的大名叫“陀螺”。快速转动的陀螺有一个奇妙的特性——转动轴的方向保持不变。陀螺的质量越大,质量分布得离转轴越远,而且旋转得越快,这种特性就表现得越强烈。别小瞧这种孩童们喜爱的小玩具,其原理在日常生活中和科学技术中都有广泛应用。我们骑自行车时,就要用到这一原理。19世纪,步枪刚发明的时候,步枪射出的子弹不准,而且还会翻跟斗。科学家们伤透了脑筋,终于在孩童们玩的陀螺上找到了答案。他们在枪管的内壁刻上了4条螺旋线(又叫来复线)。这样,当子弹沿着这一圈圈的螺旋线射出后,就会绕自身轴高速旋转起来,其旋转速度每秒可达3 600转。因此,子弹也就像陀螺一样,保持弹头的方向始终不变,既提高了稳定性,也提高了准确性。
此外,船舶舰艇上的“回转稳定器”也是一种陀螺仪,其质量有好几吨,能够帮助船在暴风雨中航行时,保持船体的稳定性。同时,在航海船只、航空飞行器上常常用各种精密陀螺仪来进行导航。
哥伦布的问题解决了:鸡蛋旋转着竖起来了!现在让我们再来看看哥伦布的鸡蛋:我们只要将鸡蛋高速旋转起来,不用磕破鸡蛋就能让鸡蛋在桌子上立起来了。但是,值得大家注意的是,要想让鸡蛋在桌子上立起来的时间较长,必须用熟鸡蛋。因为生鸡蛋蛋壳内是液体,会阻碍鸡蛋的旋转,其稳定性也比熟鸡蛋差得很多。