黄大荣

减肥是当代生活中的热词。减肥是减体重的俗称。体重就是人体的重量而不是人的质量。质量在物理学上是物体固有的特性。重量却是质量在地球引力场中表现出来的力。牛顿第二定律的数学表达式：F=ma，F是力，也叫重力（重量），m是质量，a是重力加速度。地球上a=9.8/米秒平方。可見，重量与质量根本不是一回事。

站在磅秤上测量，显示60kg，kg即千克，公斤。假如磅秤放到月球上，它显示的体重只有10公斤了。什么原因？月球的引力场变了，引力只有地球的六分之一。根据牛顿万有引力定律，引力F与月球和人体质量的乘积成正比，可见，月球的质量是地球的六分之一。简而言之，质量不变，重量是可变的。

我们生活在地球上，站在地面上，人体的重力与地面给予人体的弹力相互抵消，也就是处于力平衡状态，所以感受不到“失重”。我们的生理运动，血液循环、新陈代谢，已经适应了这种力平衡态。我们活得踏踏实实，没有异常的不适感觉。

宇航员就不同了。他们在太空舱里，处于失重状态。为什么会失重？不是因为宇航员距离地球很远，而是在随太空舱绕地球做圆周运动。圆周运动，尽管绕行的“线速度”基本不变，但是速度的方向在随时变化，地球引力导致这种方向在不断地改变。作用于人体的，就不仅有引力（重量），还有做圆周运动产生的离心力。正是这两种力的相互抵消，让宇航员感受到失去了重量。他们在空间舱里“飘”了起来。

由此看出，速度是矢量，也就是说，速度不仅有大小，还有方向。这两个因素，改变其中任何一个，就有“加速度”，就有力的存在或变化。

众所周知，物理学里有一个著名的伽利略比萨斜塔实验。质量大小不同的铁球，从塔顶自由落体，并不像人们想象的，重的先落地，轻的后落地，而是同时落地。可见人的主观臆测是极不可靠的。当我们把牛顿第二定律和万有引力定律联系起来：F=ma= GMm/r2，我们看到，等号两边的m（即物体的质量）可以被消掉（数学上叫约去）；因此，物体在引力场中做自由落体运动，与它们的质量无关。约去质量后，加速度a=GMm/r2，这里，G是万有引力常数，M是地球的质量，r是地球中心到物体中心的距离。加速度随着这个距离变小，越来越大。

当人从高空坠落，速度越来越快，每秒钟速度增加9.8米/秒平方。跳伞者从4000米高的空中下落时，开伞之前，有一小段时间的的自由落体，之后减速，是因为受到空气阻力。有研究表明，在自由落体过程中，增加的压力会把鼻窦和耳朵里的空气挤压出来。会使耳朵和鼻窦疼痛，也会产生眩晕、头痛和恶心的感觉。未经严格训练，会很危险。

宇航员在太空，因为失重，肌肉会萎缩，钙会流失。他们必须坚持在舱中锻炼，返回地面后，需要长时间地调理和恢复。

需要看到，自由落体中的物体是速度大小的改变，这时，如果忽略空气阻力，悬在空中的物体受到的力，是唯一的重力，重力一直没有消失，理论上越来越大（与地心的距离在减小），故不存在失重一说。有人把这时的状态也叫失重，其实是说失去了站在地面时的正常重量。

太空失重，是速度方向的改变。太空人和物体，因重力与离心力抵消，这才有失重状态。

生活中有许多似是而非的说法，不深入地科学地考察，往往人云亦云，以讹传讹。这也是需要科普的原因。

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