? ? ? ? 這是少年商學院微信(ID:youthMBA)的第243篇分享文章,作者是來自美國物理研究所的高級科學編輯Chris Gorski,我們在Facebook上與他聯(lián)絡并獲取授權。
? ? ? ??詛咒、魔法、美麗的公主、英俊的王子……幾乎沒有孩子不會被這些天馬行空的童話吸引。但是,那些經(jīng)典童話中的魔法在現(xiàn)實中真的有可能上演嗎?答案是肯定的。
? ? ? ??最近,美國物理研究所發(fā)表了一篇報告,用最基本的物理學原理向我們證明,這些“虛幻”的童話故事其實都源于現(xiàn)實生活。所以,暫時停下你的想象,以一個科學家的角度,和你的孩子一起重新審視下面幾個童話故事吧。
1.摩擦力:公主的長發(fā)變成愛情“階梯”
? ? ? ??格林童話中有一個故事叫《長發(fā)公主》,講述一名美麗的少女被女巫囚禁于高塔,與偶然路過的王子相愛的故事。
? ? ? ??這名少女就是長發(fā)公主,她擁有一副好嗓子和長如瀑布的金發(fā)。一天,公主放聲歌唱,恰好被路過的王子聽到,兩人迅速墜入愛河。為了和王子見面,長發(fā)公主放下了她的長發(fā),好讓王子能夠順著長發(fā)爬到塔的頂端與她相見。
? ? ? ??公主的頭發(fā)成了王子的爬繩?這不禁使人心生疑問:人類的頭發(fā)真的能承受一個人的重量嗎?
? ? ? ??物理學告訴我們,一縷頭發(fā)平均能承受3.5盎司(少年商學院微信編輯注:盎司是英制重量計量單位,1盎司約等于0.03千克)的重量,相當于兩根棒棒糖??紤]到金發(fā)者一般有14萬根頭發(fā),她的頭發(fā)應該可以輕而易舉地承受很多個王子的重量。
? ? ? ??然而,這個問題還沒有結束。如果長發(fā)公主剛將她的頭發(fā)放下王子就立刻攀爬的話,她的頭發(fā)雖然不會斷,但也極有可能會被拔掉。而且,她身體的其它部分也承受不了那么大的重量。
? ? ? ??值得慶幸的是,長發(fā)公主可以使用一種秘密武器,來減輕加在她頭上還有身體上的重量,那就是摩擦力。
? ? ? ??美國大學華盛頓校區(qū)物理系助理教授Nathan Harshman表示,在頭發(fā)上綁上“一些東西”以增加摩擦力,可以使她更安全,“基本想法就是,無論你綁上什么,都可以增加頭發(fā)表面的摩擦力,使之足以與王子的重量相抗衡?!边@比以長發(fā)公主的頭皮當錨點,直接拽著公主的頭發(fā)爬行要好多了。
2.聲音屏障:讓美人魚成了張嘴啞巴
? ? ? ??在迪士尼版的安徒生童話故事《小美人魚》中,愛麗兒(小美人魚)愛上了一位人類王子,請求女巫將自己變成人類。女巫同意了,但前提是愛麗兒必須獻出她的聲音。
? ? ? ??在故事的很大一部分篇幅中,愛麗兒都不能說話,這造成了極大的麻煩,因為王子無法利用她迷人的聲音認出她來。與原著不同,愛麗兒最終恢復了自己的聲音并贏得了王子的愛。
? ? ? ??在故事中,愛麗兒是因為一道詛咒而失去聲音的。不過,一個技術拙劣的女巫即使不會詛咒,也可以使用另一種方法來使小美人魚沉默,那就是“困”住她的聲音。
? ? ? ??科學家們發(fā)現(xiàn)一個方法,能夠使圍繞在物體周圍的聲波發(fā)生彎曲,甚至把聲音“困”在有限的空間當中,使之無法向外傳播。在這個研究的基礎上,杜克大學電子信息工程學院副教授Steve Cummer進一步證實,這樣的聲音屏障在理論上是可造的,在他的團隊建立起的模型中,聲波在遇到障礙后,確實可以“轉彎”。
? ? ? ??因此,即便女巫控制不了小美人魚的聲帶,也可以通過制造聲音屏障來“隔離”旁人的耳朵,讓愛麗兒變成張嘴的可憐啞巴。
3.空氣振蕩頻率:飛毯并不虛幻
? ? ? ??還記得一千零一夜里能助人穿行千里的魔力飛毯嗎?飛毯可以算童話故事中最令人稱奇的物品了,幾乎人人都想擁有。但想歸想,飛毯是不可能存在的,對吧?
? ? ? ??結果可能讓你大吃一驚?!段锢碓u論快報》最近發(fā)表了一篇文章,文中指出,當空氣振蕩頻率合適時,毯子是可以飛起來的,就像一張薄紙在掉落時會緩緩飄落到地面一樣。文中的計算表明,快速而持續(xù)的微小空氣波動可以使毯子達到每秒一英尺(少年商學院微信編輯注:30.48厘米)的飛行速度。
? ? ? ??不過也不要指望在近期能看見阿拉丁飛過你的頭頂。該文強調(diào),飛行須“在自然和技術的雙重允許范圍之內(nèi)”,也就是說,讓一張重毯子飛起來還得有一個強力發(fā)動機。
? ? ? ??科學拉近了童話故事與現(xiàn)實生活的距離,或者說,這些神奇的故事本就是在合理平常的生活基礎之上,增加了想象的成分。也許隨著科學不斷快速向前發(fā)展,科學家們在探尋科學問題時,也會來孩子們的想象空間中尋找靈感。(譯者ooWHYoo)
? ? ? ??萬物本就是一體的,童話源于現(xiàn)實,再神奇的橋段也是以科學的規(guī)律為想象的出發(fā)點。YouthMBA提倡跨學科教育,一個最基本的觀點就是不可將知識簡單粗暴地分門別類。當我們的孩子讀到這些天馬行空的橋段時,或許我們應該試著讓他的思維跑得更遠一些。
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