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物理人生

是爱拉紧了风箏线

—伯努利定律

吳慕乡 刘丽红

 

  小时候,我就喜欢风箏!

  不仅收集了风箏相关的传说,也喜欢看人放风箏,更羨慕別人会放风箏。据说,古时候有人看见蜘蛛丝,刚好黏在一片落叶上,一阵风吹,树叶飞扬牵动着蜘蛛丝,二者彼此牵引在半空中胡乱飞舞,此景引发了制作风箏的联想;也有故事说,是古代有一农夫在斗笠上绑根丝线,无意间发现它们被风吹起带动而有的灵感;但更有名有关风箏的传说是相传在汉朝的韩信,在楚汉相爭时为了围困西楚霸王项羽,有一夜下令制作一面大型的风箏,命人在风箏上装置竹哨,弓弦,利用夜间悄悄放入楚营上空,因风吹的关系大型风箏发出了奇怪的响声,再令四周汉兵高歌楚军家乡的歌谣,在此夜阑人靜时,两种声音混合起来格外令人感伤,引起了楚军浓浓的思乡情,彻底瓦解了楚军的士气,很快地便一举歼灭了楚军,此亦是“四面楚歌”的由来。
  其实不论哪个风箏的由来是真实的,我都相信,因为当时小小年纪的我真的很喜欢风箏,常常跟着一群邻居小孩跑出去看人家放风箏,每次抬头看到天空中四处飘着拖着长长的尾巴,形形色色的风箏,心中不禁燃起一股莫名的感动,也有深深的羨慕,要到哪一天我才能自己一手掌握一个冉冉飞上天的风箏呢?

放风箏初体验

  记得是一个晴朗有点炎热的下午,生平第一次我终於有机会自己放风箏了,那时的心情彷彿自己操控了一架喷射七四七一样,带点夸张的威风!但真的一颗心就随着手中的风箏上上下下,起起落落的,小时候看到別人的风箏突然失去重心似的摔落地面,还和其他小孩一起大声地嘲笑,心想不过是把风箏拉放上天,这么简单的事谁不会!但当自己真有机会放风箏了,才发现放风箏还真是不简单,刚开始试了好多次,风箏不是还沒上天,线头就已经缠在一起,或是才拉上去,几秒后就重垂失速落地,好惨!
  爸爸见我屡试不成,便上前教我放风箏的秘诀,首先要逆着风拉着风箏跑,一边跑还要一边放线,直到风箏渐渐升上去后就沒多大的问题了,成功的拉放风箏后当时小小年纪的我只是兴奋地到处喧嚷,根本不会记得问爸爸为什么放风箏要逆着风,直到长大后进了物理系,才知道原来放风箏要用到的是物理的原理。

生活大师—伯努利定律(Bernoulli's principle)

  在物理的流体力学中,知道飞机能往上飞是因为飞机在地面高速滑行时,因机翼特殊的设计,让机翼上方气体的流速远大於下方的气体流速,而根据物理中的“伯努利定律”,机翼下方的压力会大於机翼上方的压力,所以能将飞机抬起飞向蓝天。

  不仅如此,后来在大学任教物理的我更深一层地了解和分析“伯努利定律”在人类社会中所扮演的角色,像一个刚学习开飞机的飞行员,他们必须通过一个考验,也就是他们必须在逆风中学习飞行,因为物理中的“伯努利定律”会把飞机抬得高些,班上有些同学第一次听到还会直呼不可思议呢;此外,“伯努利定律”也考验一个好的投手的功力,一位棒球投手要投出下坠球,上飘球,右曲球,左曲球…时,一定要将球旋转,再经由物理的“伯努利定律”造成棒球上下方或左右方空气的流速不同而产生的压力差,而投出所想要投出的变化球,由此可知,一位棒球投手可能不见得懂得太多的物理,但经手的变化球卻与物理的“伯努利”息息相关;又如实验室中测量液体流速的Venturi管和量气体流速的Pitot管所根据的原理也是物理中的伯努利定律;现在生活中所用的喷雾器,清香剂,凡能喷出雾状的液体分子所根据的也是伯努利定律,当年还有人因应用“伯努利定律”发明DDT喷雾水性杀虫剂申请专利而赚了不少钱呢!

感谢玫瑰有刺,生活有难

  若不是因为了解“伯努利定律”,相信沒有一位飞行员会愿意尝试在逆风中学习飞行,因可以想见的是在逆风中飞行可能面临的是更大的挑战,必须通过风速,风力反方向刺激的重重考验,以及会不会有相对性的危险性等等,但我绝对相信只要飞行员通过学习不只学会把飞机抬的更高,同时更能体会穿过逆境,通过考验的重要人生功课。
  其实,在我们每个人的人生旅程中也总难免会遇到不少的逆境,从物理的角度来看所处的逆境往往能夠成为我们更上一层楼的契机,飞机逆风飞会愈飞愈高,很多的人生故事也告诉我们要愈挫愈勇,从“逆境”中成长的孩子更有可能比別人拥有更高的成就,这在在都说明了通过考验后所带来的祝福和喜悅是加倍的多。
  记得当我小学毕业时即面临人生的第一次大考—国中联考,虽然我小学毕业领的是校长奖,但或许是我太过紧张,考试的成绩不尽理想,居然差了零点五分无法进入第一志愿,跌破了大家的眼镜,虽然父母口里不说,但看到不少街坊邻居不解地热心询问时,妈妈为我解释的神情难掩有些失望和落寞,我好难过,一个男生躲在家里哭了好久,也不敢出来见人。这次的考试失利是我人生中的第一个挫折,回头想想,我卻真要感谢此次的挫败,因为在小学的我凭着自己有些许的小聪明,考试时随便准备往往就有好成绩,表面上是乖小孩,但暗地里卻常做些不光明的事,例如,我为了要偷偷去看电影,我会骗妈妈要多缴什么钱,然后把钱藏在上学途中的某一棵树下;又如,我常惹女同学的气,不是真心的爱护同学等等,由於这次的失败正好让我有了反省的机会,痛定思痛的我下定決心要好好读书,终於我从国一至高三整整六年都是班上的第一名,我庆幸自己沒有侥倖和茍且的过一辈子,年轻时的挫败反而成就了以后自信的我。
  曾经看过一个寓言故事,有一棵生在路边的荊棘,不是划破人家的衣服,就是割破他们的大腿,这棵荊棘自怨自艾地说道:“天啊!生我做什么,又不美丽也沒用处。哎!要是我是美丽的小紫花就好了,看到我他们就觉得高兴了!可惜我只是个荊棘。要是我是一棵伟大的树,枝叶扶疏,我还可以为人遮雨挡风呢!”不久,园丁来了,他把荊棘连根拔起,栽在他的花园里。荊棘又开始自言自语了:“难道他不知道我只是全身长满了刺难看的废物吗?”园丁彷彿好像听懂它的话,他不作声只是若有所思的笑一笑。
  有一天,当这棵终日置身花园与那些美丽香花在一起的荊棘,突然被园丁在肚子上砍了个缺口,将棵小花苗藏在里面,然后将它紮紧,几个礼拜后,那棵小小的有刺的玫瑰开始绽放,成为人见人爱美丽的花朵了。
  由这寓言故事我们试着体会荊棘的心情和改变,如果它早为着难看又无用的外表来放棄自己,它可能就沒机会蛻变了;又如果它无法忍受来自外力強力入侵,可能它也沒办法开出在情人节炙手可热,朵朵美丽,鲜豔欲滴美丽的玫瑰花了,一花一世界,我们真要感谢玫瑰有刺!

在主爱里不惧怕

  在大自然界还有两个有名的逆势回游的主角,一个是鲑鱼,一个是鳟鱼。鲑鱼和鳟鱼,成鱼皆生活在海里,但鲑鱼每年的九月,常会逆势上溯至原出生地产卵,而鳟鱼则在夏季一样逆势回游上溯到河中产卵,至秋末冬初才又回到海里。小时候,在故事中为这两种鱼的生活精神所感动,牠们愿逆势回游产卵的举动深深鼓励自己,将来不管遇见什么困难险阻,既使需要逆流而上也要冲破难关,放心向前走。
  借着逆境让我们得造就。我们也可从苍鹰身上学习功课,牠棲息在悬崖的边上,望着满天的乌云,虽然乌云时而传出急电的闪烁及雷声的怒吼,可是牠毫不为所动,直到旋风就要来临,一个长啸,牠跃身乘风飞入云端,置身在风暴之中…。是的,圣经上也明示,我们要如鹰展翅上腾,奔跑卻不困倦,行走也不疲乏。
  美国历史上有个人物,在他饱受挫败,备尝失败之后,才得到国家元首之地位,若不是因为他決心要事奉他的主,服务他的人民,美国的历史绝不会称他为历史上一个伟大的总统,他的失败成了他的胜利与祝福。林肯首先失去美国伊利诺州议会的议席,他去经商,一败涂地,要花二十年才能把债还完,他心爱的女孩又死去,后来虽然结婚,但他的妻子卻犹如他身上的一根刺,成了他一生的烦恼,他竞选参议员失败,1856年竞选副总统又失利,后来再试,又败了,他一败再败,每次都败得很惨,但现在人们只记得他的成功,再也不会想到他曾有过这么多的挫败了。
  试炼愈大,就要愈超过它,虽然艰困,但终对我们有益,不是吗?

(选自作者著碰撞的火花在跳华尔滋—从物理看人生展翅天使团队出版)

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