一些類似于十萬個為什麼之類的科普讀物，使用物理學定律解釋生活中的現象，而物理學教科書中也使用生活現象作為物理定律的應用。這正是物理學的威力所在。但是，如果對現象使用錯誤的解釋，反而容易損害科學精神。下面舉出幾個常見的物理學經典錯誤解釋。

1. 抽水馬桶的水流形成的漩渦，在北半球逆時針旋轉，在南半球順時針旋轉。

當我們使用洗臉池或者抽水馬桶後放水時，水流通常要形成漩渦從排水孔流出。為什麼會形成漩渦呢？熱心的物理學家這樣告訴我們：由于地球本身的自轉，使得在其表面流動的液體和氣體（或稱為流體），受到“科裡奧利力”的作用。科裡奧利是19世紀法國數學家，他發現在旋轉球體上移動的物體，會偏離其運動軌迹。

這很容易理解，把等角速度旋轉的物體本身看成是一個非慣性系，那麼其中運動的物體受到慣性力的作用；特别是，一個慣性力垂直于矢弪方向，是因為沿矢弪方向移動時候，其線速度會發生改變，也就是産生了加速度，這就是受力方向。在地球北半球，科裡奧利力造成流體逆時針旋轉，在南半球則順時針旋轉。

物理學家對科裡奧利力或科裡奧利效應的理解絕對準确，但使用科裡奧利效應來解釋抽水馬桶水的漩渦則大錯特錯。科裡奧利效應在解釋洋流、大氣環流之類大規模運動的流體時是成立的。但是，對抽水馬桶的水流，科裡奧利效應則幾乎毫無影響。馬桶旋轉水流的2端，由于地球自轉造成的影響幾乎是完全相等的，即使有略微不同，也安全無法造成強烈的水流。

那麼，馬桶時如何造成水流旋轉呢？仔細觀察即可發現，答案是馬桶邊緣的出水孔。馬桶設計人員使水從邊緣沿着切線方向噴出，這樣造成水流的強烈旋轉。但是，洗臉池和浴缸并沒有側向水流，為什麼也會産生深深的漩渦呢？答案也不是科裡奧利效應。原因在于，水在流向排水孔時，不能把孔完全蓋住，否則，空氣跑不出來，水也流不下去。

因此，水流必須“排隊等候”流入排水孔。漩渦就是水流排隊的方式。通常，對于某個馬桶，漩渦方向是固定的。這因為排水孔中心并不嚴格處于馬桶或者浴缸的中心，這樣，初始的随機偏轉效應會累積，最後形成固定的旋轉方向。

不相信嗎？多做幾個實驗吧。

2. 飛機在天上飛是由于“伯努利原理”造成的機翼升力。

伯努利也是一位數學家和物理學家，他在1738年發現，當流體的流速提高，表面的靜壓力會降低。這個現象稱為“伯努利原理”，而幾乎所有的物理學教材和科普文章，都使用這個原理，讨論機翼升力的産生。為了解釋這個原理，通常，他們首先會讓你拿出2片紙，并用力在紙的中間吹氣，瞧，2張紙像粘在一起了！

機翼的上表面是拱起的，而下表面是平坦甚至凹進去。當氣流通過機翼表面，機翼上方空氣流速較快，而下面空氣流速較慢。根據“伯努利原理”，下面氣流造成的靜壓力大于上方氣流的壓力，于是，機翼受到一個向上的作用力，飛機就飛了起來。

遺憾的是，這是完全錯誤的。而使用“伯努利原理”解釋飛機的升空也是“白努力”。

伯努利效應可以解釋一部分升力的來源，但這是非常小的一部分。如果飛機僅僅根據“伯努利原理”飛行，機翼形狀必須非常“拱起”，或者，必須要飛得非常快才行。

飛機的升力主要由另外2個效應提供。一個是康達效應；另一個是氣流沖擊效應。

康達效應指的是，氣流流經機翼曲面時，氣流會緊貼機翼表面（這當然也有一點伯努利效應的含義）。這樣，機翼的形狀有效地改變了氣流的方向，使離開機翼的氣流相對飛機作向下的高速運動。機翼推開氣流，但這個運動受力的反作用力作用于機翼上，相當于氣流也在推開機翼，這個力使得機翼向上舉起。

另一個重要的效應是氣流沖擊效應。當一塊平闆的方向不是與氣流運動方向嚴格垂直，那麼，平闆會受到氣流的沖擊。飛機的機翼與其自身有一定傾角（4度左右），特别是，當飛機起飛時，要把機頭高高擡起，形成更大的傾角，這樣在低速時，也可以獲得較大的氣流沖擊效應，以便使幾十噸的飛機起飛。但是，機翼的傾角并不是完全用于提供升力，更多的是為了維持飛機本身的氣動布局，以保證飛機在飛行時侯的氣動平衡。

飛機是一個非常複雜的氣動力學系統，設計師必須保證飛機在x,y,z幾個方向上受力平衡。這就是飛機為什麼需要機翼、尾翼、垂直尾翼的原因（那種像飛碟一樣的無尾翼飛機設計起來是非常麻煩的）；此外，為了操控飛機，機翼上都開有活動襟翼，因此要仔細分析飛機的受力很不容易。這也是飛機設計原型為什麼要進行風洞試驗的原因。

下次從新鄭薛店機場登機時，不要忘了觀察一下機翼的形狀。

3. 騎自行車“大撒把”是由于陀螺效應。

這是一個典型的錯誤解釋。

自行車隻有2個輪子，卻為什麼可以保持平衡呢？甚至，高手在騎車的時候，可以雙手離開車把，任由車子向前走而不擔心摔倒（但要擔心前面呼嘯而來的汽車）。物理學家拿出一個陀螺，放在地上轉一下，并開始用鞭子使勁抽打它，随着陀螺越轉越快，陀螺也像不倒翁一樣，雖然隻有一個尖着地，卻左右搖擺而不肯倒下。這就是陀螺效應：旋轉的物體有保持其旋轉方向（旋轉軸的方向）的慣性。

雖然有一個旋轉方向，已經很穩定了。而自行車有2個輪子，顯然自行車輪子在高速旋轉的時候，會使自行車更穩定。因此，騎車人撒開車把也不會倒下。

但遺憾的是，這并非一個合理的解釋。

陀螺效應在保持自行車穩定中也許起到不可忽略的效果，但是，如果自行車單單憑陀螺效應保持穩定，那麼，初學者也應該在高速騎車時不會倒下。但是，2個陀螺似乎并不足以支撐騎車人重達幾十公斤的身體的傾斜。剛學習騎車往往會摔得很慘。從另一個方面看，騎獨輪車的雜技演員由于車速很低，甚至車輪完全停止轉動，則基本無法依靠陀螺效應保持平衡。

自行車的平衡首先來自于騎車人腰部的肌肉。熟練的騎車人，其身體形成自動的條件反射，當自行車稍微傾斜倒下時，人的身體會感受到，腰部肌肉會自動動作，把身體拉向另一側，形成的反向力矩促使車身擡起。我們學習騎自行車，也就是訓練身體的肌肉完成這種條件反射，而一旦學會，這個控制回路就保持在小腦中，随時可以啟用，許多年也不會忘記。

但是高速騎車時，會感覺車子比剛剛起步的時候穩定，這又是為什麼呢？

自行車本身的平衡機制，來自于前叉後傾。我們可以觀察到，幾乎每輛自行車的車把軸，都不是與地面完全垂直，而是後傾的。由于前輪是固定在車把的前叉上，因此又叫前叉後傾。前叉後傾，使車輛轉彎時産生的離心力其所形成的力矩方向，與車輪偏轉方向相反，迫使車輪偏轉後自動恢複到原來的中間位置上。這樣，車子就有了自動回正的穩定性。車速越快，所造成的恢複力矩越大，騎車人就越感到穩定。這就是高速騎車時，會感覺車子比剛剛起步的時候穩定的原因。

一般而言，車子前叉越後傾，車子越穩定，但轉動車把越費勁；而後傾角度小，轉把較容易，但車子的穩定性不夠。但如果自行車完全沒有前*後傾，那麼，騎自行車會是一件很痛苦的事情。

自行車其實是相當複雜的力學體系，而汽車的前輪定位更加複雜。有主銷内傾、主銷後傾、前輪外傾和前輪前束，這保證開車的時候車子盡可能穩定，但又減少輪胎的磨損。

因此，我們看到，在解釋實際的物理現象時侯，切不可濫用物理學定律。由此我想到，物理學家盡管在黑闆和實驗室往往很成功，但面臨具體的工程領域，需要大量簡單但系統的建構時，就顯得力不從心了。因為物理學研究的是抽象模型，這些模型常常是幾個變量作用的簡單系統，要定量研究清楚，一個需要數學，還有就是需要洞察力；但實際的系統，常常非常複雜，發明這些系統，除了需要洞察力，更多的是類似于設計師一類的建構能力。這就是為什麼愛迪生完全沒有物理學知識，卻可以做出許多重要發明；為什麼許多發明盡管被認為是物理學的應用，但其實于物理學無關。

舉個例子：蒸汽機盡管是物理學的一個應用，但如果僅僅認為，瓦特是看到水壺的蒸汽把蓋子掀開，認識到膨脹的氣體可以做功，就發明了蒸汽機，這就太簡單了。

實際的情況時，如果不能想出活塞、曲軸、連杆等裝置把直線運動轉化成圓周運動；不能把進氣和排氣閥的開啟和關閉，用某套機構跟曲軸聯系起來；不能設計出合理減速比的傳動系統，那麼蒸汽機還隻是一個物理學的教案，而不能成為現實。

來自四川大學藍色星空站

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