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每 棟 建築物 裡 激烈 抗爭 之後 的 結果 , 而 我 所 指 的 不 是 辦公室 裡 上演 的 職場 角力 。 我 指 的 是 , 在 戰場 的 一 邊 , 地球 的 重力 吸引力 正 努力 要 把 建築物 整 個 往 下 拉 — — 不僅 是 牆壁 、 地板 及 天花板 , 還 包括 桌子 、 空調 管線 、 信箱 、 電梯 、 祕書 和 總裁 , 甚至 包括 早餐 的 咖啡 與 麵包 。 在 戰場 的 另 一 邊 , 鋼鐵 、 磚塊 及 水泥 , 以及 最 重要 的 地板 本身 , 則 聯合起來 要 將 這 棟 建築物 往 上 推到 天空 。 因此 , 我們 可以 把 建築 及 營造 工程 想成 是 對抗 那些 向 下 的 力 、 使 物體 達到 穩定 狀態 的 藝術 。 我們 或許 會 以為 某些 伸入 雲端 的 摩天大樓 已經 逃離 了 重力 的 管轄 , 但 它們 其實 並 沒 做到 這 件 事 , 它們 只是 把 戰鬥 帶到 一 個 「 新 的 高度 」 。 如果 你 進一步 想 一下 , 就 會 發現 這樣 的 僵持 狀態 只 是 暫時 的 : 建築物 的 材料 會 鏽蝕 、 變弱 、 變質 , 而 我們 自然界 的 力 又 是 無情 的 , 所以 失去 平衡 是 遲早 的 事 。 這些 為了 達成 平衡 而 採取 的 手段 , 在 大 都市 裡 最 具 威脅性 。 看看 2007年 發生 在 紐約市 的 一 場 可怕 意外 : 街道 下面 一 根 已 有 八十三年 歷史 、 寬 60 公分 的 水管 , 突然間 無法 再 承受 它 裡面 蒸氣 的 高壓 。 從 裡面 噴出來 的 熱氣 在 列星敦 大道 ( Lexington Avenue ) 炸出 一 個 6 公尺 寬 的 大 洞 , 吞噬 了 一 輛 拖吊車 , 並且 噴 得 比 附近 高達 七十七 層 樓 的 克萊斯勒 大廈 還 高 。 如果 連 這樣 具有 潛在 摧毀 能力 的 力 , 都 沒辦法 被 隨時 保持 在 巧妙 的 平衡 狀態 之中 , 那麼 就 沒有 人 能 在 街 上 放心 走路 了 。 這些 巨大 的 力 之間 的 僵持 狀態 , 不見得 都 是 人類 製造出來 的 。 思考 一下 樹木 的 狀況 : 平靜 、 沉默 、 不 動 、 緩慢 、 從不 抗議 。 它們 運用 數十 種 生物學 上 的 策略 來 對抗 重力 及 靜液壓 。 每 年 都 長出 新 枝 、 在 樹幹 上 增加 年輪 、 讓 樹木 長 得 更 茁壯 — — 雖然 樹木 與 地球 之間 的 重力 吸引 也 會 跟著 增大 — — 這 是 多麼 大 的 成就 。 而且 樹木 需要 把 樹液 送到 最 高 的 樹枝 上 。 一 棵 樹 可以 長 到 超過 10 公尺 , 這 不 是 很 驚人 嗎 ? 畢竟 , 在 我 的 吸管 裡 , 水 只 能 上升 到 10 公尺 , 不可能 再 更 高 ; 水 為什麼 ( 如何 ) 可以 在 一 棵 樹 裡 上升 到 比 這 還 高 的 地方 ? 最 高大 的 紅木 可以 長 到 超過 90 公尺 , 但 它們 就 是 有 辦法 把 水 送到 最高處 的 葉子 裡 。 這 就 是 我 很 同情 那些 在 暴風雨 中 被 吹斷 的 大樹 的 原因 。 猛烈 的 風 , 或是 堆積 在 樹幹 上 的 冰 或 沉重 的 雪 , 破壞 了 樹木 原先 已經 建立好 的 平衡 。 想到 這 無止盡 的 對抗 , 我 發現 自己 更 能 體會 我們 的 袓先 開始 用 兩 腿 站立 ( 而 不再 是 四腳 著地 ) 那 一 天 的 光景 。 白努利 及 其他 最後 我 要 談 一下 飛行 。 飛行 可以 算是 人類 在 嘗試 對抗 從不 停歇 的 重力 拉扯 並 學習 駕馭 由 空氣 壓力 所 產生 的 風 的 過程 中 , 最 令 人 讚嘆 的 成就 了 。 飛行 的 物理 機制 為 何 ? 你 可能 聽說 過 它 與 白努利 原理 , 以及 流過 機翼 上方 與 機翼 下方 的 空氣 有關 。 這 個 原理 是 根據 數學家 白努利 ( Daniel Bernoulli ) 的 名字 而 命名 的 。 1738年 , 白努利 在 他 的 書 《 流體 動力學 》 ( Hydrodynamica ) 裡面 , 將 現在 被 稱為 「 白努利 方程式 」 的 公式 公諸於世 。 簡言之 , 這 原理 說 的 是 , 對 液流 或 氣流 來 說 , 當 它 流動 的 速率 增加 , 液流 或 氣流 裡 的 壓力 就 會 下降 。 這 原理 很 不 容易 了解 , 但 你 可以 親眼 見識到 它 的 作用 。 手 裡 拿 著 一 張 白紙 , 例如 一 張 A4 紙 , 讓 短 的 一 端 在 你 嘴巴 前面 ( 不 是 在 嘴巴 裡面 ) 。 那 張 紙 會 因為 重力 而 往 下 垂 。 現在 用力 朝著 彎下來 的 紙 的 最 上端 吹氣 , 看看 會 發生 什麼 事 。 你 會 看到 那 張 紙 往 上 升 。 接著 , 根據 你 吹氣 的 用力 程度 , 你 甚至 可以 讓 那 張 紙 突然 跳起來 。 你 剛剛 已經 示範 了 白努利 原理 , 而 這 個 簡單 現象 還可以 解釋 飛機 是 怎麼 飛行 的 。 雖然 我們 許多 人 可能 已經 很 習慣 見到 飛機 , 但是 看 著 波音 747 起飛 , 或是 在 它 起飛 時 被 安全 帶繫 在 座位 上 , 仍然 是 種 非常 奇特 的 經驗 。 你 只要 去 觀察 小孩子 們 第一 次 看 飛機 起飛 時 的 興奮 表情 就 可以 體會 這 點 。 一 架 波音 747-8 起飛 時 的 最 大 重量 幾近 五十萬 公斤 重 。 它 是 怎麼 在 空中 浮起來 的 ? 飛機 機翼 的 設計 原則 是 , 讓 從 它 上方 通過 的 空氣 , 比 從 它 下方 通過 的 空氣 速率 快 。 這 是 因為 根據 白努利 原理 , 機翼 上方 較 快 的 氣流 會 降低 機翼 上方 的 壓力 , 而 這 低壓 與 機翼 下方 的 高壓 之間 的 壓力 差 就 提供 了 讓 機翼 上升 的 推力 。 就 讓 我們 稱 它 為 「 白努利 提升力 」 ( lift ) 。 許多 物理書 告訴 你 飛機 的 上升力 全 都 來自 白努利 提升力 — — 事實 上 , 這 個 想法 非常 普遍 。 但是 , 只要 你 多 想 個 一 兩 分鐘 , 就 會 知道 這 不可能 是 真的 。 因為 如果 這 是 真 的 , 那麼 有 些 飛機 怎麼 能 上下 倒過來 飛 ? ! 所以 , 很 顯然 白努利 原理 不會 是 讓 飛機 向 上 提升 的 唯一 原因 。 除了 白努利 提升力 之外 , 還 有 一 種 「 反作用 提升力 」 。 強森 ( B. C. Johnson ) 在 他 那 篇 寫 得 很 棒 的 文章 〈 氣體 動力 提升力 、 白努利 效應 、 反作用 提升力 〉 ( Aerodynamic Lift , Bernoulli Effect , Reaction Lift ) 裡 , 詳細 地 描述 了 這 個 提升力 ( http://mb-soft.com/public2/lift .html ) 。 反作用 提升力 ( 其 命名 是 根據 牛頓 第三 定律 :
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