秘密被揭穿,童话里的魔法其实可以在现实中上演!
这是少年商学院微信(ID:youthMBA)的第243篇分享文章,作者是来自美国物理研究所的高级科学编辑Chris Gorski,我们在Facebook上与他联络并获取授权。
诅咒、魔法、美丽的公主、英俊的王子……几乎没有孩子不会被这些天马行空的童话吸引。但是,那些经典童话中的魔法在现实中真的有可能上演吗?答案是肯定的。
最近,美国物理研究所发表了一篇报告,用最基本的物理学原理向我们证明,这些“虚幻”的童话故事其实都源于现实生活。所以,暂时停下你的想象,以一个科学家的角度,和你的孩子一起重新审视下面几个童话故事吧。
1.摩擦力:公主的长发变成爱情“阶梯”
格林童话中有一个故事叫《长发公主》,讲述一名美丽的少女被女巫囚禁于高塔,与偶然路过的王子相爱的故事。
这名少女就是长发公主,她拥有一副好嗓子和长如瀑布的金发。一天,公主放声歌唱,恰好被路过的王子听到,两人迅速坠入爱河。为了和王子见面,长发公主放下了她的长发,好让王子能够顺着长发爬到塔的顶端与她相见。
公主的头发成了王子的爬绳?这不禁使人心生疑问:人类的头发真的能承受一个人的重量吗?
物理学告诉我们,一缕头发平均能承受3.5盎司(少年商学院微信编辑注:盎司是英制重量计量单位,1盎司约等于0.03千克)的重量,相当于两根棒棒糖。考虑到金发者一般有14万根头发,她的头发应该可以轻而易举地承受很多个王子的重量。
然而,这个问题还没有结束。如果长发公主刚将她的头发放下王子就立刻攀爬的话,她的头发虽然不会断,但也极有可能会被拔掉。而且,她身体的其它部分也承受不了那么大的重量。
值得庆幸的是,长发公主可以使用一种秘密武器,来减轻加在她头上还有身体上的重量,那就是摩擦力。
美国大学华盛顿校区物理系助理教授Nathan Harshman表示,在头发上绑上“一些东西”以增加摩擦力,可以使她更安全,“基本想法就是,无论你绑上什么,都可以增加头发表面的摩擦力,使之足以与王子的重量相抗衡。”这比以长发公主的头皮当锚点,直接拽着公主的头发爬行要好多了。
2.声音屏障:让美人鱼成了张嘴哑巴
在迪士尼版的安徒生童话故事《小美人鱼》中,爱丽儿(小美人鱼)爱上了一位人类王子,请求女巫将自己变成人类。女巫同意了,但前提是爱丽儿必须献出她的声音。
在故事的很大一部分篇幅中,爱丽儿都不能说话,这造成了极大的麻烦,因为王子无法利用她迷人的声音认出她来。与原著不同,爱丽儿最终恢复了自己的声音并赢得了王子的爱。
在故事中,爱丽儿是因为一道诅咒而失去声音的。不过,一个技术拙劣的女巫即使不会诅咒,也可以使用另一种方法来使小美人鱼沉默,那就是“困”住她的声音。
科学家们发现一个方法,能够使围绕在物体周围的声波发生弯曲,甚至把声音“困”在有限的空间当中,使之无法向外传播。在这个研究的基础上,杜克大学电子信息工程学院副教授Steve Cummer进一步证实,这样的声音屏障在理论上是可造的,在他的团队建立起的模型中,声波在遇到障碍后,确实可以“转弯”。
因此,即便女巫控制不了小美人鱼的声带,也可以通过制造声音屏障来“隔离”旁人的耳朵,让爱丽儿变成张嘴的可怜哑巴。
3.空气振荡频率:飞毯并不虚幻
还记得一千零一夜里能助人穿行千里的魔力飞毯吗?飞毯可以算童话故事中最令人称奇的物品了,几乎人人都想拥有。但想归想,飞毯是不可能存在的,对吧?
结果可能让你大吃一惊。《物理评论快报》最近发表了一篇文章,文中指出,当空气振荡频率合适时,毯子是可以飞起来的,就像一张薄纸在掉落时会缓缓飘落到地面一样。文中的计算表明,快速而持续的微小空气波动可以使毯子达到每秒一英尺(少年商学院微信编辑注:30.48厘米)的飞行速度。
不过也不要指望在近期能看见阿拉丁飞过你的头顶。该文强调,飞行须“在自然和技术的双重允许范围之内”,也就是说,让一张重毯子飞起来还得有一个强力发动机。
科学拉近了童话故事与现实生活的距离,或者说,这些神奇的故事本就是在合理平常的生活基础之上,增加了想象的成分。也许随着科学不断快速向前发展,科学家们在探寻科学问题时,也会来孩子们的想象空间中寻找灵感。(译者ooWHYoo)
万物本就是一体的,童话源于现实,再神奇的桥段也是以科学的规律为想象的出发点。YouthMBA提倡跨学科教育,一个最基本的观点就是不可将知识简单粗暴地分门别类。当我们的孩子读到这些天马行空的桥段时,或许我们应该试着让他的思维跑得更远一些。