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唤醒沉睡几千年的物理知识

2022-02-10江苏省盐城市康居路初级中学

农村青少年科学探究 2022年10期
关键词:酒杯玉器器物

江苏省盐城市康居路初级中学 戴 亚

三星堆、二里头、石家河,这些都是大家非常熟悉的遗址名称。众多遗址及文物的发现,有力地证明了中华文明起源的多元性。不过我们今天的目光,聚焦的是其中沉睡了几千年的文物,让这些穿越几千年的“物理知识宝库”重新散发出熠熠光彩。

一、看得更清,听得更远——三星堆文化青铜戴冠纵目面具

当考古学家从泥土中小心翼翼地捧出这个奇形怪状的东西时,不由得与这个器物“小眼对大眼”。这是什么?凸出眼眶的大眼球,巨大的外耳廓,带着穿越几千年的好奇,瞪着眼前这群熟悉又陌生的人,听着他们的七嘴八舌!

如果从物理学的角度来看待它,倒是很好理解的。眼睛瞪这么大,不就是为了使折射到视网膜上的光线更多、看得更清楚吗?眼球凸出这么多,不就是为了看到更大的范围吗?外耳廓这么大,不就是为了搜集更多的声波,因而听得更远也更清晰吗?这个面具至少向后辈的我们表明,先民们对这个世界的各种信息充满了渴望,他们期待自己的肉眼和耳朵能够清晰地接收到更远处的信息,甚至不只是所居住的部落,而是头顶上这片神秘莫测的天空,乃至更遥不可及的深空世界!

让人欣喜的是,他们的后人、今天的我们,已经实现了他们这些锈迹斑斑的朴素愿望。一副副精巧的眼镜,让近视、远视、弱视等视力缺陷不再是我们的烦恼;一只只形态各异的放大镜,让物体的细微结构在我们眼前一览无余;那些光学和电子显微镜,让我们看到了古人想象不到的分子和原子,乃至原子的内部世界;而集众多高科技于一身的空间望远镜,也早已随着运载火箭踏入了太空,完美地实现了古人们“看得更远、看得更清楚”的理想。在太空中观察宇宙,巧妙地回避了因空气折射而导致的成像的变形与移位。

同样,“听得更远、听得更清晰”也早已不再是个问题。现在的听,要加上一个大大的引号,因为我们已经不像古人那样完全依赖耳朵去听了。电磁波可以携带声音的信息,以光的速度,跨越千山万水,一瞬间传遍地球的各个角落,不,传遍太阳系乃至更遥远的星系!

二、装得更多,站得更稳——二里头文化乳钉纹青铜爵

这个器物大家并不陌生,因为古装戏中经常会有它的身影。对,这就是我们今天司空见惯的酒杯的前身。虽然现在的酒杯长得与它差别比较大,但是依然遵循着这些“老祖宗”的特点——尽量装上更多的酒,并力求稳稳地站在饭桌上、菜肴边。

那怎么解决这个“稳”的问题呢?我们知道,物体的重心越低,稳度越大,越不容易倾倒。于是最保险的做法就是,将物体的质量尽量向下分布。轿车的底盘就很笨重,空调柜机的电动机一般都装在最下边,这些都是确保物体下部质量大、稳度大的举措。

可是,我们总不能在酒杯的下部加上一坨实心的铜块吧?那样看起来不美观,拿起来也费劲啊!别说,这还真难不住几千年前的古人们。他们发现,物体的支撑面越大,同样也会越稳!那是不是应该在酒杯与桌面接触的部位安上大铜片呢?嘿,这不一样使得酒杯笨重不堪吗?你看看前页图中的“爵”吧,薄薄的杯身,轻巧流畅,下面是三条呈三角形分布的细细铜条。这三只脚构成的三角形,就是它的支撑面啊!这个支撑面够大,却又因为无形而使爵显得格外轻巧。

三、磨得更细,显得更亮——石家河文化玉神人

这个被赋予灵气的玉神人,产生于比三星堆文化更早的石家河文化时期。它拥有异常光洁的“皮肤”,但说到底它就是一块石头。可是路边的石头多着呢,能够在光照下显得“亮晶晶”的并不多,因为只有对光线产生镜面反射,看起来才会有这样的效果。而大部分天然物体的表面都很粗糙,不符合发生镜面反射的条件。那应该怎样做才能使它们变得“亮晶晶”呢?打磨!通过打磨使得粗糙的表面变得光滑,它们就会因发生镜面反射而“闪闪发光”了。

打磨玉器可不是一件简单的事情。首先你得找到一些颗粒细小并且硬度不大的物体作为打磨用的材料,然后你还得让玉器的各个部位在极短的时间内得到均匀的打磨。聪明的古人找来了木炭,它颗粒细小并且足够软,又给待打磨的玉器准备了一个大转盘。将一块木炭轻轻靠在玉器外壁,然后轻轻踩动牵引转盘的绳子,随着转盘匀速转动,在很短的时间内,玉器外壁的各个部位就被打磨得明光铮亮。当然,用于打磨的材料可能会根据待打磨的器物而不同,但是其中的物理知识是类似的。

想不到吧,这些不会说话的古代文物,竟然包含着这么多的物理知识!你要是愿意开动脑筋,就会发现这样的例子不胜枚举。比如古代带有助推装置的火箭,简陋的造型中蕴含的,就是今天一发冲天遨游太空的各类大推力火箭的原理。而明代万户坐在绑满火药桶的椅子上,在爆炸的巨响中献身飞天梦想的举动,开启了人类乘坐航天器探索太空的新纪元。虽然一路走来充满艰难险阻,甚至壮烈的牺牲,但是我们的成功和收获,远远大于付出!

同学们,让我们站在智慧的前辈们的肩膀上,通过不懈的努力比他们看得更远吧!

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