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二、老师与教授的善意误导
为解释地球围绕太阳转的原因，中学物理与地理老师总是给学生做一种相同的演示：他们先把一个橡皮擦栓在一根橡皮筋上，然后把橡皮筋套在手指上，并不断地摇动手指，这个橡皮擦就会以1秒钟为转动周期，不停地绕老师的手指旋转。然后，老师们又换成一根约两米长的粗绳，栓住一只铅球，然后找一位同学抓住这根粗绳，甩动这只铅球，以5秒一周的速度绕着这位同学旋转。 讲课开始了，老师自问自答地说："为什么橡皮擦的转动周期只有一秒呢？因为橡皮筋只有40厘米长；为什么铅球的转动周期有5秒呢？因为粗绳有2米长。如果我们用一根38万公里长的钢绳拴住月球，那么月球的转动周期就是现在的一个月。如果我们用一根1．5亿公里长的大绳拴住地球，让太阳带着地球做圆周运动，那么地球的旋转周期就是一年。" 当你进了某大学天文系，教授们还会重复这个自编自演的小品，只不过他们的钢绳加长到了3．3万光年，用银心来甩太阳，得出的周期是2．5亿年。甩银心与其它星系的钢绳似乎没有了，可能总星系太大？天体的圆周运动到此为止？教授们从来也不做出肯定或否定的回答，这个问题可要靠台下的"孙悟空"们自己去"悟"了。 老师与教授到底向学生传达了什么真理呢？归结起来就这么一条：即物体、天体的转动周期同其旋转半径成正比，半径越短，周期越短，半径越长，周期越长。当然，你的数学老师也会讲这道例题，并给出一个方程，以便期末时考考你的记性。 老师与教授的游戏做完了，学生考试的成绩也都在60分以上，可宇宙天体做圆周运动的原因弄清了吗？拴月亮、地球、太阳的钢绳在哪里？既然这钢绳不存在，那用什么方法保证它们的旋转半径长度不变？半径长度无法固定，那么它们的旋转周期能维持不变吗？再说，甩动它们旋转的力从哪儿来？它们的角速度为何不一致？ 当把这些问题弄明白时，就不难发现老师们一开始就给你开了个不大不小的天文玩笑，因为铅球同天体运动的力学原因竟完全不是一回事儿。铅球是被长绳拖着做机械匀速圆周运动的，长绳的长度不变，故铅球每次都重复自己的圆周轨道，永恒地围绕同一个圆心旋转。 天体的运动则不然，它们是因第一次没有坠落到自己的引力中心，才沿着一条椭圆轨道绕其引力中心旋转的，因为它们一开始就是一种自由落体的加速运动，故它们不可能重复自己以前走过的轨道，而是不断向自己的引力中心靠近，其旋转半径在不断地缩短，直至落到引力中心为止。 如果我们对这两种运动不加以区别，只看书上画的或光听老师讲的，那就不可能注意到天体有坠向引力中心的趋势。以为月亮会永远挂在38万公里高空，地球会永远绕着同一条轨道圈转下去，太阳和恒星也会像铆钉一样恒定地呆在同一片天空。一旦你的观念中先入为主地形成了这样的直觉，有关天体坠落的理论便是不可思议与不可接受的了。 当然，不能过分责备老师和教授们，他们是靠"教学大纲"维持生计的一族，任何怀疑和创新都会直接威胁着他们的饭碗，他们对一代代学生的误导是善意的。事实上，自伽里略自由落体定律与牛顿引力理论诞生之后，有关天体运动轨道的传统解释已经受到了严重的冲击。如果天体力学院的长老们不去追赶宇宙玄学的热浪，天体螺旋坠落的轨道方程早就印在"教程"之中了。我们今天还在这里补论伽里略自由落体运动，是否是出于某种无奈呢？ 《大坠落》________宇宙起源新论与"大爆炸"宇宙学批判； 第五章:"大坠落"宇宙学的崛起；二、老师与教授的善意误导； 《大坠落》雷元星先生著，四川科学技术出版社2002年7月出版。 *************************************************************** 隆重再次推出反伪求真惊世新型科普文著 |