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第77章 行进当中的自行车是怎样保持平衡的?

当你刚刚开始学骑车的时候,那看上去几乎是不可能的事情。你怎样才能够让车子保持直立并且运动起来,尤其是当你的父亲把自行车上的辅助轮去掉的时候?

但是提心吊胆(而且骑的时间很短)地骑过几次之后,你会发现你根本不需要把精力集中在保持你自身和自行车的平衡上。那好像是自然而然就发生的事情。

有一个令人惊讶的事实:尽管自行车已经出现了超过100年的时间,并且在15世纪90年代就出现了发明自行车的草图,但是到现在为止,自行车如何在运动的时候保持平衡这个问题上,科学家们到现在为止还没有达成一致的看法。

人坐在座子上轻快地骑着自行车,这时车子是不会轻易翻倒的。但是,当速度变得非常慢的时候,自行车会变得非常不稳定,这就是为什么你因为在等朋友而减慢骑车速度时,自行车会剧烈地抖动。正在停下来或者已经停下来的自行车是非常不稳定的,你必须时刻准备着垂下一条腿,以便在自行车倒向一边的时候可以支撑住它。

有些人认为行进当中的自行车能够保持平衡最重要的原因是车轮的陀螺效应。一个在转动着的陀螺能够反抗任何改变转子轴向的力量,因此陀螺仪已经被应用于飞机和火箭上的自动操舵系统中。旋转当中的自行车轮所产生的回旋力会防止它们翻倒。并且轮子转动得越快,它们就越稳定。

出于对这个理论的好奇,英国科学家David E.H.Jones尝试着发明了一种不能够骑的自行车,这种自行车是不能够保持直立的,他希望能通过这个方法为研究能够骑的自行车的运作方式提供线索。关于他实验的报道已于1970年4月发表在杂志《今日物理》上。Jone发现很多构造古怪的自行车都可以骑,甚至其中有一辆自行车被精心地除掉了螺旋效应。这似乎证明了这种螺旋效应并不是自行车能够保持平衡的关键。

但是,在一个关于不能骑的自行车的实验中,Jones发现螺旋效应确实能够帮助行进当中的自行车保持稳定。尽管载有人的自行车的较高重心看起来会使自行车变得不稳定,但是Jones的实验表明了这种看法是错误的。最后,当Jones设计出一种使用方向盘控制后轮而不是前轮的自行车时,行进中的自行车总是会翻倒。

虽然Jones的实验对现存的解释自行车平衡的理论提出了质疑,但是他并不能够提出一个新的理论,所以争论仍在继续。

有的人认为如同硬币在地板上滚动一样,自行车在重心的作用下会自动保持平衡。还有些人认为自行车之所以能够保持平衡,主要是因为骑车的人在下意识地调整他们自身的倾斜和转向,从而使自行车保持竖直。而且在行进的过程中,还要依靠肌肉、眼和内耳这些平衡系统。如果把自行车的车胎弄得又湿又脏,然后你骑着这辆自行车在一张非常长的纸上前行的话,你就会看到一条摇摆不定而又不断修正的轨迹。

虽然缺少好的理论来解释这个现好的,主人!

象,但是自行车仍然会继续保持平衡,尽管这看上去不可能:“看啊,Ma——不用手!”

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