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方,比肚脐高出大约20 厘米。试从这点向下引一条竖直线,这条竖直线
一定通过椅座,落在两脚的后面。但是,一个人要能够站起身来,这条竖
直线却一定要通过两脚之间的那块面积。
因此,要想站起身来,我们一定要把胸部向前倾或者把两脚向后移。
把胸部向前倾,是要把重心向前移;把两脚向后移,却是使原来从重心引
下的竖直线能够位置在两脚之间的面积之内。我们平常从椅子上站起身来
的时候,正就是这样做的。假如不准许我们这样做的话,那么,你已经从
方才的实际经验里体会到,想从椅子上站起身来是不可能的。
步行和奔跑
你对于自己每天都要做千万次的动作,应该是很熟悉的了。一般人都
在这样想,但是这种想法并不一定正确。最好的例子就是步行和奔跑。真
的,我们还有什么比对这两种动作更熟悉的呢?但是,想要找到一些人能
够正确地解答我们在步行和奔跑的时候究竟怎样在移动我们的身体,以及
步行和奔跑究竟有些什么不同,恐怕也并不太简单。现在我们先来听一听
生理学家对于步行和奔跑的解释。我相信,这段材料对于大多数的读者,
一定是很新鲜的。
假定一个人正在用一只脚站立着,而且假定他用的是右脚。现在,假
定他提起了脚踵,同时把身体向前倾①。这时候,从他的重心引下的竖直
线自然要越出脚的底面的范围,人也自然要向前跌倒;但是这个跌倒还没
有来得及开始,原来停在空中的左脚很快移到了前面,并且落到了从重心
引下的竖直线前面的地面上,使从重心引下的竖直线落到两脚之间的面积
中间。这样一来,原来已经失去的平衡恢复了,这个人也就前进了一步。
这个人自然也可以就是这样停留在这个相当吃力的状态。但是假如他
想继续行进,那么他就得把身体更向前倾斜,把从重心引下的竖直线移到
支点面积以外,并且在有跌倒倾向的同时,重新把一只脚向前伸出,只是
这一次要伸的不是左脚,而是右脚——于是又走了一步,就这样一步一步
走下去。因此,步行实际上是一连串的向前倾跌,只不过能够及时把原来
留在后面的脚放到前面去支持罢了。
让我们把问题看得更深入一些。假定第一步已经走出了。这时侯右脚
还跟地面接触着,而左脚却已经踏到了地面。但是只要所走的一步并不太
短,右脚脚踵应该已经抬起,因为正是由于这个脚踵的提起,才使人体向
前倾跌而破坏了平衡。左脚首先是用脚踵踏到地面的。当左脚的全个脚底
已经踏到地面的时候,右脚也完全提到空中了,在这同时,左脚的膝部原
来略略弯曲的,由于大腿骨三头肌的收缩就伸直了,并且在这一瞬间成竖
直状态。这使得半弯曲的右脚可以离开地面向前移动,并且跟着身体的移
动把右脚踵恰好在走第二步的时候放下。
接着,那左脚先是只有脚趾踏着地面,立刻就全部抬起到空中,照样
地复演方才那一连串的动作。
奔跑和步行的不同,在于原是站立在地上的脚,由于肌肉的突然收
缩,就强力地弹了起来,把身体抛向前方,使身体在这一瞬间完全离开地
面。接着身体又落到地上,但是已经由另外一只脚来支持了,这只脚当身
体还在空中的时候已经很快地移到了前方。因此,奔跑是一连串的从一只
脚到另一只脚的飞跃。
至于在平路上步行时候所消耗的能,它并不象过去想象那样的等于
零:步行的人的重心每走一步都要提起几厘米。可以计算得出,在平路上
步行时候所做的功,大约等于把步行的人的身体提高到跟所走距离相等的
高度时候所做的功的十五分之一。
从开动着的车子里下来,要向前跳吗?
这个问题,无论你把它向什么人提出,一定会得到相同的答案:“根
据惯性定律,是应该向前跳的。”但是,你不妨请他把这个道理说得更详
细些,问他:惯性对于这个问题究竟起着什么作用?我们可以预言,这位
朋友会肯定地滔滔不绝地开始叙述;但是,只要你不去打断他的话头,他
会很快就自己也迷惑起来了:他的结论竟是,由于惯性的存在,下车时候
相反地竟是要向跟车行相反的方向跳的。
真的,事实上,惯性定律在这个问题上只起着次要的作用,主要的原
因却是在另外一点上。假如我们把这主要的原因忘了,那么我们就真会得
到这样的结论:应该是向后跳而不是向前跳了。
① 生丁是法国货币的名字,一百生丁等于一法郎。
假设你一定得在半路上从车子里跳下来,这时候会发生些什么情况
呢?
当我们从一辆行驶着的车子上跳下的时候,我们的身体离开了车身,
却仍旧保有车辆的速度(就是要依惯性作用继续运动)要想继续前进。这
样看来,当我们向前跳下的时候,我们当然不但没有消除了这个速度,而
且还相反的把这个速度加大了。
单从这一点看,我们从车子上跳下的时候,是完全应该向跟车行相反
的方向跳下,而绝对不是向车行的方向跳下。因为,如果向后跳下,跳下
的速度跟我们身体由于惯性作用继续前进的速度方向相反,把惯性速度抵
消一部分,我们的身体才可以在比较小的力量作用之下跟地面接触。
事实上呢,无论什么人,从车上跳下的时候,总是面向前方的,就是
向行车的方向跳下的。这样做也确实是最好的方法,是由不知道多少次的
经验所证明了的;这使我们坚决劝告读者在下车的时候不要做向后跳跃的
尝试。
那么,究竟是怎么一回事呢?
我们方才那套“理论”跟事实所以有出入,毛病只是出在方才的解释
只说了一半,没有说完。在跳下车子的时候,无论我们面向车前还是面向
车后,一定会感到一种跌倒的威胁,这是因为两只脚落地之后已经停止了
前进,而身体却仍旧继续前进的缘故①。当你向前方跳下的时候,身体的
这个继续前进的速度,固然要比向后跳下的更大,但是,向前跳下还是要
比向后跳下安全得多。因为向前跳下的时候,我们会依习惯的动作把一只
脚提放到前方(如果车子速度很高,还可以连续向前奔跑几步),这样就
会防止向前的跌倒。这个动作我们是非常习惯的,因为我们平时在步行的
时候都在不断地这样做着:在上一节中,我们就已经说过,从力学的观点
上说,步行实际上就是一连串的向前倾跌,只是用一只脚踏出一步的方法
阻止着真正跌倒下去。假如向后倾跌,那么就不能够用踏出一步的方法来
阻止跌倒,因此真正跌倒的危险就大了许多。最后,还有一点也很重要:
即使我们真的向前跌倒了,那么,因为我们可以把两只手撑住地面,跌伤
的程度也要比向后仰跌轻得多。
所以,在下车的时候向前跳跃比较安全,它的原因与其说是受到惯性
的作用,不如说是受到我们自己本身的作用。自然,对于不是活的物体,
这个规则是不适用的:一只瓶子,如果从车上向前抛出去,落地的时候一
定要比向后抛出去更客易跌碎。因此,假如你有必要在半路上从车上跳
下,而且还要先把你的行李也丢下去,应该先把你的行李向后面丢出去,
然后自己向前方跳下。但最好自然是不要在半路上跳车。
有经验的人——例如电车上的售票员和查票员——时常这样跳:面向
着车行的方向向后跳下。这样做可以得到两重便利:一来减少了由于惯性
给我们身体的速度,另外又避免了仰跌的危险,因为跳车的人的身体是向
着车行的方向的。
顺手抓住一颗子弹
① 这时侯步行的人因为要向前踏开一步,向支点增加了原来体重以外大约20 公斤的压力。因此一个步行的
人对于地面所施压力要比一个站立的人大。
根据报载,在帝国主义之间的第一次大战的时候,一个法国飞行员碰
到了一件极不寻常的事件。这个飞行员在2000 米高空飞行的时候,发现
脸旁有一个什么小玩意儿在游动着。飞行员以为这是一只什么小昆虫,敏
捷地把它一把抓了过来。现在请你想一想这位飞行员的惊诧吧,他发现他
抓到的是。。一颗德国子弹!
你知道敏豪生伯爵①的故事吗?据说他曾经用两只手捉住了在飞的炮
弹,法国飞行员的这个遭遇跟这个故事简直太相象了。
然而在法国飞行员这个遭遇里,却没有什么不可能的事情。
这是因为,一颗子弹并不是始终用每秒800…900 米的初速度飞行的。
由于空气的阻力,这个速度逐渐减低下来,而在它的路程终点(跌落前)
的速度却只是每秒40 米。这个速度是普通飞机也可以达到的。因此,很
可能碰到这种情形:飞机跟子弹的方向和速度相同。那么,这颗子弹对于
飞行员来说,它就相当于静止不动的,或者只是略略有些移动。那么,把
它抓住自然没有丝毫困难了,——特别是当飞行员戴着手套的时候,因为
穿过空气的子弹跟空气摩擦的结果会产生近100 度高温的缘故。
西瓜炮弹
如果说一颗子弹在一定条件下面可以变得对人没有妨害的,那么,相
反的情形也同样可能存在:一个“和平”的物体用不大的速度投掷出去,
却可以引起破坏的作用。1924 年举行过一次汽车竞赛。沿途的农民看到
汽车从身旁飞驰过去,为了表示祝贺,向车上乘客投掷了西瓜、香瓜、苹
果。这些好意的礼物竟起了很不愉快的作用:西瓜和香瓜把车身砸凹、弄
坏了,苹果呢,落到乘客身上,造成了严重的外伤。这个理由很简单:汽
车本身的速度加上投出西瓜和苹果的速度,就把这些瓜果变成了危险的、
有破坏能力的炮弹。我们不难算出,一颗10 �