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物理學家的靈感抽屜

2007-12-31 00:00:00萊特曼
飛碟探索 2007年8期

在柔和的藍光下,女芭蕾舞者滑討舞臺,升入空中。她的趾尖幾乎不觸及地面。輕跳,足尖輕輕顫抖相觸,再輕跳。雙腿相交,擺動,雙手伸開成一大弧。這舞者很明白,要是太注意身上的動作,就最容易損毀她美妙的舞姿。最好是聽其自然,依賴她多年來天天練舞時,練出的肌肉對力和平衡了解的功夫。

她在舞時,大自然正在運行它的定律,毫不錯誤,絕對可靠。在以單足趾尖獨立時,她身體的重量很精確地和地板反壓鞋尖的力相平衡。相接觸面的分子被壓縮,壓縮的程度正好可以產生恰好而相同的力。重力被電力平衡住了。

一條不可見的直線自地球中心向上劃過她和地面的接觸點。如果她身體的重心移過這條線一厘米,重力就會產生一力矩,她就會摔倒。她對力學一無所知,可是她可以一次好幾分鐘地翱翔在她的足趾尖上。她的身體不斷地做輕微扭動,這扭動透露了力矩同慣性間的親密關系。

重力有一個優美的特性:它把任何物體都不分彼此地做等加速。就因為如此,航天員在繞地軌道上感覺不到有重力——無重力感;航天員的軌道和他乘坐的宇宙飛船的軌道完全相同,因此看上去他好像浮游在宇宙飛船中。愛因斯坦比任何人都了解這一點,他用一個幾何成分比物理成分要多、曲線成分比力的成分要多的方法去描述重力。女芭蕾舞者輕跳升空時,在那升空又降下的一瞬間,她感覺不到重力。她把她手上拿的花放開,花和她同時以同一軌線下落。

現在她在準備做一急速旋轉。右足向后移到舞步中的第四位置,用足一推,手向內收,把轉速增加。她升空而急轉了。失去平衡前,她可以轉四圈。男舞者用前腳板觸地,接觸面增大,可以轉六到八圈。女芭蕾舞者轉了以后,以第五位置落地,把身體平衡了,臉上顯出微笑。在她平衡身體時,她把旋轉的能量很平滑地給回了地球,-雙足在地面很快停住——腳和地面的摩擦力把她的旋轉停住了。摩擦力極為重要;除非有外力,靜者恒靜,動者恒動。一個作用必有反作用。

雖然女芭蕾舞者的性格很難臆測,可是她的舞技依賴的是物理定律的不變性。在昨天晚上的表演中,第一次升空旋轉時,她只轉了三圈半。落地后,在數米外做一阿拉伯姿勢,單足金雞獨立,一手向前伸,另一腳及手向后伸。每一次稍不同的表演,在她接觸地面的那一點的原子,在她降落的千分之一秒那一瞬間,必須要能做絕對可靠的反應。牛頓的重力、庫倫的電力及電子的電荷,每夜都要一樣;如果不是的話,女芭蕾舞者就無法估計地面的彈性及她需用的轉動慣量。她的舞技優美的地方在于無法預測她表演的細節,而大自然的藝術則來自它的確定性。

女芭蕾舞者從一個舞姿變到另一個舞姿,每個都是那樣弱不禁風而又很對稱。在物理中,晶體的構造也有對稱性,有的轉半圈才呈對稱性,有的轉三分之一圈,有的轉四分之一圈,有的轉六分之一圈。轉五分之一圈或七分之一圈呈對稱性的晶體不存在,原因很簡單:我們可以用三角形、四角形、六角形鄰接在一起,使平面上毫無空隙;五角形、七角形就做不到。女芭蕾舞者表演出大自然的形態。她先表演出弱不禁風的飄然仙姿,再表演出有詩情畫意的舞姿。她掙扎苦練多年,從許多最好的芭蕾舞星的舞技片段中,掙扎出一個她獨有的舞蹈風格。當她在表演舞蹈時,陪她共舞的大自然,用了它的定律,也表演了它的技巧。這是最終結的古典技巧,自宇宙洪荒、開天辟地以來,就沒有變過。

女芭蕾舞者表演結束時,在一個半彎腿的姿勢后,向上一躍0.6米。地球,為了要平衡她的動量,也跟著輕輕朝后跳了一下。它的軌道向下移了一個十兆分之一的原子大小的距離。沒有人會覺得,可就是這么精確地移了一下。

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