骑马旅行和风洞
300多年前,《堂·吉诃德》的作者塞万提斯在描写骑士和他的侍从骑着木马旅行时,有这样一段故事:
人们对堂·吉诃德说:“请骑在马背上,只要你把马脖子上的套管一扭动,木马就会腾空而起,平平稳稳地把你送到玛朗布鲁诺等待你的地方。不过,为了不使你因高速奔驰而头晕,一定要蒙上你的眼睛才乘坐。”堂·吉诃德和他的侍从上了马,他们的眼睛也蒙了起来。堂·吉诃德摸到了那个套管,用力一扭。堂·吉诃德对侍从说:“我们的旅行开始了!我诅咒,我一生从来没有骑过这样快、这样平稳的马。”侍从说:“是的,我觉得迎面而来的大风,就好像有许多风箱朝我们鼓风一样。”事实上,真的是人们正在用几个巨大的风箱朝着他们鼓风,木马却还呆在原地,一步也没动。
塞万提斯是根据运动的相对性原理来编写这段故事的。由运动的相对性原理可知:一个人相对于周围的物体向前运动,和他自己静止不动,周围的物体向后运动,其感觉完全一样。
运动的相对性原理,在现代科学技术上有着广泛的应用,研制飞机时,使用的风洞就是根据这个原理设计的。
飞机在高空飞行时,气流对飞机的阻力和升力起着重要的作用。要取得气流与飞机飞行之间联系的数据,本应驾飞机飞行,进行实验。但是,这样做既危险又浪费。于是人们根据相对性原理,把飞机悬吊在大型管道——风洞中不动,然后让空气从风洞中向后高速流去,以此代替飞机在高空的飞行。这种试验方法,大大方便了实验工作的顺利进行,也大大促进了飞机制造工业的发展。
一一摘自《物理世界》