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豎雞蛋

--(原載1946年1月《開明少年》)



哥倫布的難題


  1493年,哥倫布發現了「新大陸」後從海上回到西班牙,成了西班牙人心目中的英雄。國王和王后把他待作上賓,封他做海軍上將。有些貴族卻瞧他不起,他們鼻子一哼:「這有什麼希罕!只要駕了船一直往西去,誰都會碰上那塊陸地的。」

  在一次宴會上,哥倫布又聽得有人在譏諷他:「上帝創造世界的時候,不就創造了大洋西邊的那塊陸地嗎?發現,哼,這算得上個什麼!」

  哥倫布低著頭默不作聲。過了好一會兒,他從盤子裡拿起一個雞蛋,站起身來,提出一個古怪的問題:「太太們,先生們,有誰能把這個雞蛋豎起來嗎?」

  雞蛋從這個人手上傳到那個人手上,所有的人都試了試,都把雞蛋扶直了,可是一放手,雞蛋立刻倒下了。最後,雞蛋回到了哥倫布的手上。大廳裡鴉雀無聲,大家的眼光集中在他手上,都要看看他怎麼能把雞蛋豎起來。

  哥倫布不慌不忙,把雞蛋的一頭在桌子上輕輕一敲,磕破了一點兒殼,雞蛋就穩穩地直立在桌子上了。

  「這有什麼希罕?」賓客哄堂大笑起來。

  「本來沒有什麼希罕,」哥倫布說,「可是太太們,先生們,你們為什麼不這樣做呢?」


愛因斯坦為什麼笑?


  雞蛋要是不打破,能不能豎起來呢?

  「能,」有些老人家說,「可是每年只有一天,只有立春的那一天,才能把雞蛋豎起來。因為天候交春,萬物化生,地氣向上……」

  這話當真?當真。1945年立春那一天,有一位楊先生邀請了七八位美國記者和軍官,給他們作了豎雞蛋的表演。

  楊先生在場地上一條線豎起30個雞蛋。30個雞蛋像一排立正的士兵,一動不動地等候檢閱。那幾個美國佬看著都信不過自己的眼睛,以為楊先生在施什麼魔法。後來經楊先生說明,他們都親自試了試,也都能把雞蛋豎直。場地也許不平吧,他們又在桌子上試,墊上一張光滑的洋紙再試,結果都一樣。

  真是奇跡!美國記者立刻把親見親聞寫成報道,用無線電拍回他們的老家美國。美國的許多報紙用顯著的位置刊登這則新聞。「立春日豎雞蛋」似乎比美軍在硫磺島登陸更能引起讀者的興趣。許多人特意買了雞蛋,在桌子上顛來倒去地擺弄。大家以為雞蛋也許跟牛頓的蘋果一樣,能引導他們去發現什麼偉大的科學定理。

  據說,流亡在美國的猶太科學家愛因斯坦看了這則新聞卻大笑不止。

  愛因斯坦為什麼笑?

  他笑,也許他認為雞蛋是絕對豎不直的——他笑新聞記者是信口開河,輕信的讀者偏要尋根究底。

  他笑,也許他認為雞蛋本來是可以豎直的——他笑那些人居然把豎雞蛋也當成了奇跡,還迷信只有在立春那一天才能把雞蛋豎直。

  愛因斯坦到底為什麼笑?聽說愛因斯坦是物理學大師,咱們就去問問咱們的物理老師吧。


看不到卻找得著的那個點


  物理老師說:「每個物體都有一個重心。」

  「什麼叫重心?」咱們問。

  「地球的重力對於每一個物體都有吸引的力量,這吸引力好像一條看不見的繩子,盡量把物體往下拉。這個力量就叫做地心引力。」

  「就一個物體來說,地球的重力對於這個物體的每一部分都有吸引的力量,好像有無數條看不見的細繩子,盡量把這個物體往下拉。而無數條細繩子把物體往下拉,那力量,相等於一條粗繩子繫在物體的一個點上,把物體往下拉。這個點就叫重心。」

  「重心到底在物體的哪兒呢?」

  「不要忙。雖然方纔所說的那條粗繩子也是看不見的,咱們卻可以用一條實實在在的繩子來把它的力量抵消,就像做拔河遊戲一個樣。咱們把繩子的一頭繫在那個物體的表面上的任意一個點上,另一頭提在手裡,那個物體就懸空掛著不再轉動。這時候,這條實在的繩子跟那條想像的繩子——地心引力就成了一條直線。而且咱們可以肯定,那個物體的重心就在這一條直線上。」

  「咱們解下繩子,把繩子的一頭繫在那個物體的表面的另外一個點上,再使它懸空掛著。這時候,物體的位置一定跟上一回有所不同,但是這條實在的繩子,又跟那條想像的繩子——地心引力,成了一條直線。而且咱們可以肯定,那個物體的重心也在這一條直線上。」

  「物體的重心既在後一條直線上,又在前一條直線上,咱們就可以肯定,前後兩條直線的交點,就是那個物體的重心。那條想像的繩子——地心引力,就懸在這個雖然看不到,實際上卻找得著的這個重心上。」


穩定須有條件


  物理老師接著說:「每個物體都有一個重心。把一個物體安放在地面上,它跟地面接觸的面叫做底面。從物體的重心向地面引一條垂線,如果穿過底面,它就不會倒。比薩斜塔之所以現在還沒有倒,就是這個緣故。」

  「道理很簡單,從物體的重心向地面所引的垂線,其實就是表示地心引力的那條想像的繩子。那條想像的繩子一股勁兒地把物體往下拉,可是有底面支撐著,物體就能夠穩住不動。要是那條想像的繩子越出了底面的範圍,物體就被它給拉倒了,也可以這樣解釋,因為它的底面不能支撐它的重心所受到的地心引力,它不得不轉動一下,另外找一個底面來支撐。」

  「有的物體一碰就倒,因為一碰,它的重心就稍稍偏過一點兒,重心向地面所引的垂線就越出了底面的範圍:它就讓地心引力給拉倒了。」

  「一塊磚直立著很容易被推倒,平放著,它就十分穩定了。因為磚在平放著的時候,底面最大,重心最低,由重心向地面所引的垂線很不容易越出底面的範圍。」

  「底面大的物體比較穩定,所以許多古塔都是最下面的一層要比上面各層粗一點兒;所以士兵站著射擊的時候,總要把兩條腿叉開;所以……」

  「重心低的物體也比較穩定,所以不倒翁不會倒,所以船的底艙空著很危險,所以汽車頂上綁的行李太多,常常是翻車的原因,所以……」

  「那麼,雞蛋的重心在哪兒呢?」咱們可有點兒性急了。


先用木頭做個蛋


  物理老師仍然不慌不忙,他說:

  「一個質地均勻的滾圓的球,它的重心就是球心。咱們都知道,球心向球面任何一點的連接線,都垂直於球面。所以在平地上,球隨便怎麼放,它都能靜止不動;可是輕輕地一推,它就滾起來了。球面著地的只是一個點,底面太小了。」

  「一根竹竿,一頭粗一頭細,它的重心不在中部,而偏在粗的一頭。把竹竿橫擱在肩膀上,前後移動慢慢地試,如果不用手扶,竹竿跟天平一樣能穩住不動,它的重心就落在你的肩膀上了。」

  「要是咱們用質地均勻的木頭做一個蛋。把木頭蛋從橫裡截開,截面是一個圓。一張薄薄的圓紙片,它的重心就是圓心。所以就整個木頭蛋來說,重心一定在兩個頂端的連結線上。把木頭蛋從縱裡剖開,剖面一頭大,一頭小,因此重心不在兩個頂端的連結線的中央,而偏向大的一頭。」

  「木頭蛋橫臥在桌面上,它的底面就是跟桌面相接觸的那一點。因為底面太小,輕輕一碰,它就得滾動。」

  「假使咱們把木頭蛋放在桌面上,把它扶直了,隨便哪一頭向下,只要使它那兩個頂端的連結線恰好跟桌面垂直,它不是就能豎在桌面上不倒下來了嗎?可是這時候,重心比橫臥著的時候高了點兒,所以更不穩定,一碰就倒。換句話說,就是木頭蛋,也很難豎直。」

  「真的雞蛋可不是木頭做的,它裡面有蛋白有蛋黃,蛋黃比蛋白輕,科學的說法是蛋黃的密度小於蛋白的密度,所以任憑你把雞蛋顛來倒去,蛋黃總是稍稍偏在上方。雞蛋的重心因而稍向下移動,大致就在我們依木蛋所推測的重心的下頭晃蕩。咱們把雞蛋在桌面上扶直了,要是它那兩個頂端的連結線恰好跟桌面垂直,它的重心又恰好靜止在這條連結線上,咱們儘管放手,雞蛋一定豎直不倒。這樣的巧合,當然更難辦到了。」

  「難是難,並不是不可能呀。你們該知道了吧,愛因斯坦為什麼笑。」物理教師自己也笑了。


你為什麼早不這樣做呢?


  以為雞蛋無論如何不能豎直的人,他們錯了。他們不加思考,妄下斷語,他們得不到真理。

  以為雞蛋只有在立春那一天才能豎直的人,他們也錯了。他們也不加思考,人云亦云,他們也得不到真理。

  不論是誰,只要有耐性,隨便哪一天都可以把雞蛋豎起來。細心的,花不了10分鐘就可以把雞蛋豎直。誰要是不信,馬上可以親手試驗。誰要是豎不直,只能怪自己不夠細心,不夠耐性。

  大家都把雞蛋豎直了,也許又有人會說:「這有什麼希罕呢?」

  本來沒有什麼希罕,可是你為什麼早不這樣做呢?

  
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