杜甫茅屋與牛頓力學(xué)

彭卓爾

從外地到成都去的人，大多數(shù)都要去浣花溪杜甫草堂游覽和觀賞一番。

現(xiàn)在的杜甫草堂，不是當(dāng)年杜甫住過(guò)的茅屋。那座茅屋早已蕩滌無(wú)存，這座是后人為了紀(jì)念“詩(shī)圣”而建立的。人民政府倍加修茸、保護(hù)，廣大中外游人才有幸瞻仰詩(shī)圣的“宅第”，體驗(yàn)詩(shī)人的境遇，領(lǐng)略詩(shī)史的情趣。

當(dāng)年杜甫的那座茅屋破破爛爛，不避風(fēng)雨?！鞍嗽虑锔唢L(fēng)怒號(hào)，卷我屋上三重茅。”一陣狂風(fēng)刮來(lái)，稻草刮過(guò)了浣花溪，有的掛在樹(shù)梢上，有的落在池塘中。

詩(shī)人茅屋上的稻草是怎樣被風(fēng)刮走的呢?

稻草輕而軟，容易被風(fēng)刮起，固然是一個(gè)原因。但有時(shí)屋上的瓦片也會(huì)被風(fēng)刮走，而且被刮走的往往不是山形屋頂?shù)挠L(fēng)面，而恰恰是背風(fēng)面。這是什么道理呢?

人們?cè)谌粘Ｉ钪?，往往看到這樣的現(xiàn)象:每當(dāng)刮大風(fēng)的時(shí)候，空曠平地上的樹(shù)葉、紙屑一掃而光。可是，在墻壁后面等背風(fēng)的地方，簡(jiǎn)直成了個(gè)垃圾堆。是不是這些地方“風(fēng)平浪靜”，成了樹(shù)葉和紙屑的“避風(fēng)港”呢?不是。其實(shí)，那里風(fēng)在旋，紙?jiān)谵D(zhuǎn)，象一鍋開(kāi)水那樣在翻滾。問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是這樣的:大風(fēng)吹來(lái)，受到迎風(fēng)面的阻擋，空氣象“后浪推前浪”一樣，進(jìn)行自我壓縮，變得稠密起來(lái)，壓力也就增大了。在背風(fēng)的地方，當(dāng)氣流繞過(guò)的時(shí)候，附近的空氣就被帶走一些，相對(duì)地就變得比原來(lái)稀薄，壓力也就減小。被帶走的空氣騰出了位置，周圍的空氣就爭(zhēng)著跑來(lái)補(bǔ)充，這樣就形成了強(qiáng)烈的攪動(dòng)，也就是渦旋。渦旋并不顯示它有多么大的力量，相反，正表明它的壓力大大減小。這就是牛頓力學(xué)賦予它的含義。

杜甫的茅屋，當(dāng)秋風(fēng)襲來(lái)的時(shí)候，由于迎風(fēng)屋頂上面的壓力比屋子里大，稻草反而緊貼在檁條和椽條上面；背風(fēng)屋頂上的壓力比屋子里小，屋里壓力大的空氣就象一個(gè)大力士一樣往外掀屋頂。杜甫茅屋上的稻草能經(jīng)得起幾下折騰呢?

人們認(rèn)識(shí)了這種規(guī)律，飛機(jī)遇上空中渦旋就讓道，輪船見(jiàn)了海洋中的大渦旋也回避，以免發(fā)生危險(xiǎn)。

(摘自《科學(xué)天地》1982年第1期)

(題圖:陳勤卓)