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《趣味物理學》在線閱讀——第1章 速度和運動(2)

來源:百度文庫 2010-08-18 14:08:22

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1.3 千分之一秒

  我們已經習慣使用人類的計時單位,因此,對于我們,千分之一秒的意義簡直就等于零。但是,這個微小的計時單位,卻在不久之前開始在我們的實際生活上找到了應用。當人類還只是根據太陽的高度或者陰影的長短來判定時間的時候,即使想計算時間準確到幾分鐘也是不可能的;當時,人們把一分鐘看成是無所謂的時間,根本不值得去量它。古時候,人們過著毫不著急的生活,在他們的日晷、滴漏、沙漏等等時計上,根本就沒有“分鐘”的分度。直到十八世紀初葉,時計面上才出現了指示“分鐘”的指針——分針,而秒針還直到十九世紀初年才出現。

  千分之一秒,在這樣短促的時間里能夠做些什么事情呢?

  能夠做的事情多得很!是的,火車在這一點時間里只能跑3厘米,可是聲音就能夠走33厘米,超音速飛機大約能夠飛出50厘米;至于地球,它可以在千分之一秒里繞太陽轉30米,而光呢,可以走300公里。

  在我們四周生活著的微小生物,假如它們會思想,大概它們不會把千分之一秒當做“無所謂”的一段時間。對于一些小昆蟲來說,這個時間就很可以察覺出來。一只蚊子,在一秒鐘之內要上下振動它的翅膀500?600次之多;因此,在千分之一秒里,它來得及把翅膀抬起或放下一次。

  人類自然不可能把他的器官做出象昆蟲那樣快的動作。我們最快的一個動作是“眨眼”,就是所謂“轉瞬”或“一瞬”的本來意思。這個動作進行得非常之快,使我們連眼前暫時被遮暗都不會覺察到。但是,很少人知道這個所謂無比快的動作,假如用千分之一秒做單位來測量的話,卻是進行得相當緩慢的。“轉瞬”的全部時間,根據精確的測量,平均是0.4秒,也就是400個千分之一秒。它可以分做幾步動作;上眼皮垂下(75?90個千分之一秒),上眼皮垂下以后靜止不動(130?170個千分之一秒),以后上眼皮再抬起(大約170個千分之一秒)。這樣你可以知道,所謂“一瞬”其實是花了一個相當長的時間的,這其間眼皮甚至還來得及做一個小小的休息。所以,假如我們能夠分別察覺在每千分之一秒里所發生的景象,那么我們便可以在眼睛的“一瞬”間看到眼皮的兩次移動以及這兩次移動之間的靜止情形了。

  假如我們的神經系統果真有了這樣的構造,我們所看到的周圍事物會使你驚奇到想象不到的程度。作家威爾斯在他的小說《最新加速劑》里,對于在這種情形所看到的驚人圖畫有過動人的描寫。這部小說的主人公喝下了一種神奇的藥酒,這酒對于人的神經系統會發生一種作用,使視覺能夠接受各種極快的動作。

  下面是從這篇小說里摘錄下來的幾段:

  “在這以前,你可曾看見過窗簾象這樣貼牢在窗子上嗎?”

  我向窗簾望了一望,看見它仿佛凍僵了似的,而且它的一角給風卷起來以后,就這樣保留著卷起的樣子。

  “我從來沒有看見過,”我說,“真是多么奇怪呀!”

  “還有這個呢?”他說,一面把他那握著玻璃杯的手指伸直開來。

  我以為杯子一定馬上要跌碎了,但它卻沒有動一動:它一動不動地懸在空中。

  “你一定知道,”希伯恩說,“自由落下的物體在落下的第一秒里要落下5米。這只林子也正在跑它的這5米路,——但是,你是明白的,現在一共還沒有過百分之一秒①,這件事情可以使你對我這‘加速劑’的功效有更深一步的認識。”

  玻璃杯慢慢地落下去了。希伯恩把手在杯子四周以及上下方繞轉著……

  我向窗外望了望。一個僵化在那兒的騎自行車的人,正追著一輛也是寸步不動的小車,自行車后面彌漫著一片僵化了的塵土。……我們的注意被一部僵化了的馬車吸引住了。車輪的上緣、馬蹄、鞭子的上端以及車夫的下頷(他正在打呵欠)——這一切,雖然慢,還都在動著;但是這輛車上的其余一切卻完全僵化了,坐在車上的人恰似石膏像一般。……有一個乘客在想迎風把報紙折起的時候僵化了,但是對于我們,這陣風是根本沒有的。

  ……方才我所談、所想以及所做的一切,都是當“加速劑”滲透到我身體機能之后所發生的事,這些,對于別人以及對于整個宇宙,都只是發生在一瞬間的事。

  讀者們一定很愿意知道,現代科學儀器究竟能夠測到多么短的時間?還在我們這一世紀開始的時候,就已經可以測出10,000分之一秒來;現在物理實驗室里可以測到100,000,000,000分之一秒。這個時間跟一秒鐘的比值,大約和一秒鐘限3000年的比值相等!

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