新書《旋轉(zhuǎn)的科學(xué)》揭示讓世界轉(zhuǎn)動的奧秘

參考消息網(wǎng)8月25日報道美國《華爾街日報》網(wǎng)站近日刊發(fā)題為《<旋轉(zhuǎn)的科學(xué)>書評：旋轉(zhuǎn)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(xué)。羅蘭·恩諾斯在《旋轉(zhuǎn)的科學(xué)》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(zhuǎn)——從玩具陀螺到颶風(fēng)——的概念可能看起來很平淡。但英國赫爾大學(xué)的生物科學(xué)教授恩諾斯希望我們明白，旋轉(zhuǎn)是基本的。它在我們身體的功能和基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計中發(fā)揮重要作用。當(dāng)然，它也可以在我們星球的有序運(yùn)動中找到。恩諾斯希望《旋轉(zhuǎn)的科學(xué)》這本書讓讀者“最終能夠理解到底是什么讓世界轉(zhuǎn)動”。

創(chuàng)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(zhàn)期間設(shè)計具有開創(chuàng)性的索普維斯“駱駝”戰(zhàn)斗機(jī)時，是如何低估了旋轉(zhuǎn)的力量。在傳統(tǒng)飛機(jī)上，發(fā)動機(jī)裝于機(jī)身，并帶動一根末端有推進(jìn)器的軸旋轉(zhuǎn)。在“駱駝”戰(zhàn)斗機(jī)中，這根軸固定在機(jī)身上，而整個發(fā)動機(jī)和一個與發(fā)動機(jī)連在一起的推進(jìn)器一同飛速旋轉(zhuǎn)。這種奇怪的設(shè)計有一些優(yōu)點(diǎn)，但也有一個很大的缺點(diǎn)：發(fā)動機(jī)巨大的旋轉(zhuǎn)力往往會讓經(jīng)驗(yàn)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(zhuǎn)的物理學(xué)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(chǎn)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(zhuǎn)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(zhàn)斗機(jī)那段事不談——要感謝我們的宇宙有這么多旋轉(zhuǎn)的東西。混沌的氣體云只有通過旋轉(zhuǎn)才能發(fā)展形成我們有序的太陽系。特別幸運(yùn)的是，地球以恰到好處的速度旋轉(zhuǎn)。地球的旋轉(zhuǎn)創(chuàng)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(zhuǎn)狀態(tài)，不斷混合和攪拌的過程，這些過程調(diào)節(jié)溫度，降低風(fēng)速并調(diào)節(jié)降雨。簡而言之，旋轉(zhuǎn)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(guān)

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(zhuǎn)的力量有關(guān)。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(jìn)行簡單的牙科治療。尋找新的旋轉(zhuǎn)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(yè)革命之前，人類的重要發(fā)明通常與旋轉(zhuǎn)有關(guān)：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(fā)明看作是一項(xiàng)改變世界的創(chuàng)新典范。事實(shí)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(yùn)輸?shù)哪欠N——并不是那么有用。在工程道路發(fā)展之前，地面太粗糙，與步行或騎馬相比，輪式運(yùn)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(chuàng)造出了用四個輪子滾動的玩具，但他們從未創(chuàng)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(yè)革命的到來，恩諾斯的敘述節(jié)奏加快了。水輪為軋棉機(jī)和織布機(jī)提供動力，渦輪機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度更快了。蒸汽機(jī)作為一種日益可移動的動力源逐年發(fā)展，直到蒸汽被柴油和汽油取代為止。試圖跟上節(jié)奏可能會讓一些讀者頭暈?zāi)垦！?/p>

恩諾斯在書中最后幾章探討了人類在工作和休閑中體現(xiàn)旋轉(zhuǎn)力學(xué)的方式。恩諾斯希望我們將人體理解為一種機(jī)器，這種機(jī)器有鉸鏈和杠桿，可以放大旋轉(zhuǎn)力。他說，我們“復(fù)雜的有關(guān)節(jié)的身體”在許多方面都優(yōu)于機(jī)械系統(tǒng)。

恩諾斯最后惋惜這樣一個事實(shí)，也就是許多科學(xué)家缺乏“對旋轉(zhuǎn)的科學(xué)的直覺感受”。他認(rèn)為，應(yīng)該給學(xué)生們更多時間用陀螺和陀螺儀做實(shí)驗(yàn)。這些簡單的玩具可以告訴我們有關(guān)宇宙平衡的、動態(tài)的本質(zhì)。（編譯/殷夏）