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第二章 力学 第十二节 空气动力学及飞行幻想

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有趣的是,古代中国人对空气动力学与飞行关系作出了最早的科学猜测。《庄子·逍遥游》写道:“风之积也不厚,则其负大翼也无力。故九万里则风斯在下矣,而后乃今培风;背负青天而莫之夭阏〔e厄〕者,而后乃今将图南。”意思是说,大气若是没有足够的厚度,那么它要承载巨大的翅膀就没有力量。所以大鹏展翅九万里,那是由于它下有大气的支托,后有快速流动的旋风;因此它背负青天飞行而没有阻碍,然后才能飞往南海。想象奇特的庄子在此推测了大鹏展翅九万里的力学原因。他的设想,包括了飞行物体的“翼”、大气及其阻力、大风或旋风的举力。这个设想几乎包含了近代飞行动力学中全部物理因素。直到近代科学诞生之后,甚至到19—20世纪才逐渐地、缓慢地得到科学证实。17世纪后期,惠更斯(C.Huygens,公元1629—1695年)首先估算了物体在空气中运动的阻力;18世纪,牛顿将这种阻力表述为数学式。此后,随着流体力学和航空技术的发展,20世纪初人们才提出飞行机翼或翼型、飞行器所需的举力、减小飞行阻力和提高速度等问题,证实了庄子在《逍遥游》中的猜想。

科学想象到科学实践之间的确有一段相当长远的距离。要实现科学想象,尚需付出艰辛的劳动,甚至一代又一代孜孜不倦的探索。从《庄子》的想象到飞机最终在天空中安全飞行,人们付出了多少代价,就可想而知了。我们暂且撇开飞行动力学的理论问题不谈,而先谈谈古代中国人所作出的有助于飞行技术发展的某些努力、幻想、发明,看看他们的举动哪些是幼稚的,哪些是聪明的。

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