第一章
速率和速度 运动的构成

我们的速度有多快？

优秀的运动员大约能在3分50秒内跑完1500米——1958年的世界纪录是3分36.8秒。[1]普通人的步行速度通常是每秒1.5米左右。如果将运动员的速度换算成同样的单位，我们会发现他每秒能跑7米，但严格来说，这两个数据不具备可比性。你能以每小时5千米的速度走上好几个小时，但跑步运动员的速度只能维持很短的一段时间。急行军时，步兵前进的速度只有运动员的1/3，也就是每秒2米或者每小时7千米出头，但他们能走的距离比运动员远得多。

我敢说，如果把正常的步行速度和以慢著称的蜗牛或乌龟的“速度”放到一起来比较，你肯定会觉得这件事很妙。蜗牛慢得名副其实：它每秒只能移动1.5毫米，或者说每小时5.4米——正好比你的速度慢1000倍。另一种以慢著称的动物也没比它快多少：乌龟的正常移动速度是每小时70米。

虽然我们比蜗牛和乌龟敏捷，但要是跟周围常见的某些运动物一比——哪怕不跟最快的比——你会发现自己的速度完全算不上什么。的确，你很容易就能比平原上的大多数河流跑得快，温和的风也只比你快一点儿。但对你来说，苍蝇是个有力的竞争对手，它的速度能达到每秒5米，你只有靠滑雪才能跟它打个平手。哪怕骑着一匹飞奔的马儿，你也追不上野兔和猎狗；要是你想跟鹰较量一番，那只能坐飞机。

不过，在速度的赛场上，人类凭借自己发明的机器独占鳌头。不久前，一艘航速可达每小时60至70千米的客运水翼船在苏联下水了（图1）。陆地上的火车和汽车跑得比船还快——它们的最高时速可达200千米以上（图2）[2]。现代飞机的速度比这还要快得多。苏联的很多航线采用图-104（图3）和图-114大型喷气机，它们的速度大约是每小时800千米。不久前，飞机设计师开始试图突破“音障”，因为他们想造出比声音还快的飞机，即每秒330米，或者说每小时1200千米以上。时至今日，这个目标已经达成。我们造出了一些虽然小但速度非常快的超音速喷气机，它们的最高速度可达每小时2000千米。

图1 客运水翼船

图2 新型轿车吉尔-111

图3 图-104飞机

还有一些人造交通工具能达到更快的速度。苏联第一颗卫星“斯普特尼克号”的初始发射速度大约是每秒8千米。后来苏联的太空火箭又达到了所谓的“逃逸”速度——每秒11.2千米的地面速度。

下面这张表列出了一些有趣的速度数据。

[1]截至2020年10月，1500米跑的最新世界纪录是3分26秒。——译注（以下如无特别注明，均为译注）

[2]截至2020年10月，汽车的最高时速约为490千米，磁悬浮列车的时速可达603千米。