杜甫茅屋與牛頓力學

彭卓爾

從外地到成都去的人，大多數都要去浣花溪杜甫草堂游覽和觀賞一番。

現在的杜甫草堂，不是當年杜甫住過的茅屋。那座茅屋早已蕩滌無存，這座是后人為了紀念“詩圣”而建立的。人民政府倍加修茸、保護，廣大中外游人才有幸瞻仰詩圣的“宅第”，體驗詩人的境遇，領略詩史的情趣。

當年杜甫的那座茅屋破破爛爛，不避風雨。“八月秋高風怒號，卷我屋上三重茅。”一陣狂風刮來，稻草刮過了浣花溪，有的掛在樹梢上，有的落在池塘中。

詩人茅屋上的稻草是怎樣被風刮走的呢?

稻草輕而軟，容易被風刮起，固然是一個原因。但有時屋上的瓦片也會被風刮走，而且被刮走的往往不是山形屋頂的迎風面，而恰恰是背風面。這是什么道理呢?

人們在日常生活中，往往看到這樣的現象:每當刮大風的時候，空曠平地上的樹葉、紙屑一掃而光。可是，在墻壁后面等背風的地方，簡直成了個垃圾堆。是不是這些地方“風平浪靜”，成了樹葉和紙屑的“避風港”呢?不是。其實，那里風在旋，紙在轉，象一鍋開水那樣在翻滾。問題的實質是這樣的:大風吹來，受到迎風面的阻擋，空氣象“后浪推前浪”一樣，進行自我壓縮，變得稠密起來，壓力也就增大了。在背風的地方，當氣流繞過的時候，附近的空氣就被帶走一些，相對地就變得比原來稀薄，壓力也就減小。被帶走的空氣騰出了位置，周圍的空氣就爭著跑來補充，這樣就形成了強烈的攪動，也就是渦旋。渦旋并不顯示它有多么大的力量，相反，正表明它的壓力大大減小。這就是牛頓力學賦予它的含義。

杜甫的茅屋，當秋風襲來的時候，由于迎風屋頂上面的壓力比屋子里大，稻草反而緊貼在檁條和椽條上面；背風屋頂上的壓力比屋子里小，屋里壓力大的空氣就象一個大力士一樣往外掀屋頂。杜甫茅屋上的稻草能經得起幾下折騰呢?

人們認識了這種規律，飛機遇上空中渦旋就讓道，輪船見了海洋中的大渦旋也回避，以免發生危險。

(摘自《科學天地》1982年第1期)

(題圖:陳勤卓)