武侠物理
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第二章 武侠世界的力度

万有引力和杨过练剑

上一章我们探讨了武侠世界的速度,这一章开始探讨武侠世界的力度。

“力度”是我们的生活用语,并不是严格的物理学概念。物理学只讲“力”,不讲“力度”。

“力”是什么呢?它是一个物体对另一个物体的作用。比方说周芷若打了张无忌一个耳光,我们可以将她的手掌看作一个物体,张无忌的脸是另一个物体,她的手掌对张无忌的脸施加了一个物理作用,这个作用就是力。如果她打得特别狠,那么我们就可以说她的手掌对张无忌的脸施加的力度比较大。如果她只是轻轻抚摸,那么可以说她的手掌对张无忌的脸施加的力度比较小。

物体与物体之间的相互作用共有四种,换言之,世界上总共存在四种基本力。哪四种力呢?第一是万有引力,第二是电磁力,第三是强力,第四是弱力。

任何两种有质量的物体,无论距离有多远,无论质量有多小,彼此之间都会相互吸引,这种吸引力就是万有引力。周芷若不会离开地面自动飞升,张无忌从悬崖上跳落的运动轨迹是一路向下而不是冉冉上升,都是因为地球对她和他的万有引力,也就是我们常说的“重力”。当然,在周芷若和张无忌之间也一样存在万有引力,只是她和他的质量太小,即使两个人全面接触,彼此的引力也不到地球引力的亿万分之一,平常根本感受不到罢了。

我们在生活中可以体验的万有引力,除了重力,还有月亮的潮汐力。

我们知道,月亮绕着地球公转,其公转轨道并非正圆,它与地球之间的距离时近时远,近的时候36万公里,远的时候41万公里。根据万有引力公式,两个物体之间的引力等于它们质量的乘积除以距离的平方再乘以万有引力常数,地球和月亮的质量基本不变,万有引力常数是恒定值,地月距离越近,两者引力就越大。经过计算可以得知,地月距离36万公里时的引力大约是地月距离41万公里时引力的1.2倍。正是因为这种引力差的存在,月亮对地球海洋的吸引力时大时小,近月点时海平面上升,远月点时海平面下降,上升下降周期变化,潮汐就产生了。《神雕侠侣》第三十二回,杨过每日两次趁涨潮时跳入海中练剑,用一把木剑来抵御汹涌澎湃的潮汐之力,六年之后功力大进,终于成为一代名侠。

太阳与地球的距离也是时近时远,也会产生潮汐力。但是日地距离太远,是月地距离的几百倍,所以太阳潮汐力要比月亮潮汐力小得多。假如没有了月亮,所有武林情侣都将失去花前月下的浪漫,而杨过杨大侠在海潮中练剑的效果也将大打折扣。

月亮之所以绕地旋转,是因为地球对它的强大引力。根据牛顿第三定律,相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等、方向相反,月亮对地球也存在同样大小的反方向引力。这个反方向引力对地球产生了一定程度的拖拽效应,使地球的自转和公转相对稳定。如果月亮突然消失,地球的自转会加快,每天的时间会变短,绕日旋转的公转轨道也将产生变化,在地球上生活的我们会感到剧烈摇晃,只有那些马步非常稳的高手才有可能稳稳当当地站在大地上。