新書《旋轉的科學》揭示讓世界轉動的奧秘

參考消息網8月25日報道美國《華爾街日報》網站近日刊發題為《<旋轉的科學>書評：旋轉中的世界》的文章，作者是美國曼哈頓研究所高級研究員詹姆斯·梅格斯。全文摘編如下：

許多作家通過寫書獲得成功，這些書籍通過單一主題視角來審視廣泛的歷史、思想或科學。羅蘭·恩諾斯在《旋轉的科學》一書中將這種方法提升到了令人眩暈的高度。

很多東西在旋轉——從玩具陀螺到颶風——的概念可能看起來很平淡。但英國赫爾大學的生物科學教授恩諾斯希望我們明白，旋轉是基本的。它在我們身體的功能和基礎設施的設計中發揮重要作用。當然，它也可以在我們星球的有序運動中找到。恩諾斯希望《旋轉的科學》這本書讓讀者“最終能夠理解到底是什么讓世界轉動”。

創造“適合居住”的世界

他首先講述了英國工程師在第一次世界大戰期間設計具有開創性的索普維斯“駱駝”戰斗機時，是如何低估了旋轉的力量。在傳統飛機上，發動機裝于機身，并帶動一根末端有推進器的軸旋轉。在“駱駝”戰斗機中，這根軸固定在機身上，而整個發動機和一個與發動機連在一起的推進器一同飛速旋轉。這種奇怪的設計有一些優點，但也有一個很大的缺點：發動機巨大的旋轉力往往會讓經驗不足的飛行員迅速陷入死亡漩渦。

在告誡讀者不要輕視旋轉的物理學原理之后，恩諾斯將他的故事大致倒回到時間的開始。我們了解到大爆炸是如何“在它產生的氣體云中形成巨大漩渦”的。這些漩渦是恒星、星系和其他一切形成的核心。他寫道：“旋轉正是宇宙存在的根本原因。”

恩諾斯努力說服我們——撇開索普維斯“駱駝”戰斗機那段事不談——要感謝我們的宇宙有這么多旋轉的東西。混沌的氣體云只有通過旋轉才能發展形成我們有序的太陽系。特別幸運的是，地球以恰到好處的速度旋轉。地球的旋轉創造了地球的磁層，令我們免受致命的太陽輻射。在地球表面，從大氣到洋流，似乎一切都處于旋轉狀態，不斷混合和攪拌的過程，這些過程調節溫度，降低風速并調節降雨。簡而言之，旋轉令地球成為“一個非常適合居住的地方”。

與人類文明息息相關

恩諾斯滔滔不絕地講述歷史上人類的繁榮有多少與利用旋轉的力量有關。我們了解到舊石器時代的人們是如何使用弓鉆來生火、鉆出制作工具所需的洞，甚至是進行簡單的牙科治療。尋找新的旋轉方式令早期文明成為可能：將棉花和羊毛纖維纏繞成線令我們得以開始穿著織物而不是獸皮。早在工業革命之前，人類的重要發明通常與旋轉有關：磨石、陶鈞、踏車以及各種各樣的泵。

恩諾斯的故事并不是簡單的科技必勝信念。持相反觀念的人尤其會喜歡他對他所謂的“平凡之輪”的描述。人們常常將輪子的發明看作是一項改變世界的創新典范。事實上，恩諾斯說，在人類歷史的大部分時間里，輪子——至少是用于運輸的那種——并不是那么有用。在工程道路發展之前，地面太粗糙，與步行或騎馬相比，輪式運輸并沒有多大改善。恩諾斯指出，印加人、瑪雅人和阿茲特克人創造出了用四個輪子滾動的玩具，但他們從未創造出成人尺寸的器具。在沒有金屬工具的情況下，用木頭制造耐用的輪子是不可能的。

隨著工業革命的到來，恩諾斯的敘述節奏加快了。水輪為軋棉機和織布機提供動力，渦輪機的旋轉速度更快了。蒸汽機作為一種日益可移動的動力源逐年發展，直到蒸汽被柴油和汽油取代為止。試圖跟上節奏可能會讓一些讀者頭暈目眩。

恩諾斯在書中最后幾章探討了人類在工作和休閑中體現旋轉力學的方式。恩諾斯希望我們將人體理解為一種機器，這種機器有鉸鏈和杠桿，可以放大旋轉力。他說，我們“復雜的有關節的身體”在許多方面都優于機械系統。

恩諾斯最后惋惜這樣一個事實，也就是許多科學家缺乏“對旋轉的科學的直覺感受”。他認為，應該給學生們更多時間用陀螺和陀螺儀做實驗。這些簡單的玩具可以告訴我們有關宇宙平衡的、動態的本質。（編譯/殷夏）