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“危如累卵”蘊含的力學原理

日期:2021-07-09 09:28

西漢劉向編著的《說苑》中有這樣一個故事,“晉靈公造九層之臺,費用千金,謂左右曰:‘敢有諫者,斬!’”

這個故事說的是,春秋時期晉國國君靈公貪圖享樂,不顧民生,耗資千金,修建一座9層高臺。由于工程浩大,三年還沒有造好。老百姓怨聲載道,大臣們也議論紛紛。晉靈公為了堵住眾人之口,便對手下的人說:“誰敢勸諫我,定斬不饒。”

晉國大夫茍息知道了這件事以后,遞上奏書要求拜見。晉靈公以為茍息要勸諫自己,于是張弓舉箭接見茍息。茍息看到這種情況,知道直接勸諫不會有什么好結果,便聲明說:“臣不敢來勸諫您。我練了一套絕技能把12個棋子累起來,并且在它上面放上9個雞蛋。”晉靈公說:“那你就給我表演一番吧。”茍息定了定心神,嚴肅而又認真地先把棋子放在下面,在把9個雞蛋一個一個加上去。旁邊看的人害怕得氣都不敢出,晉靈公連忙說:“危險啊!危險啊!”茍息說:“這個不算危險,還有比這個更危險的呢!”晉靈說:“我愿意看一看比這個更危險的事情。”茍息說:“修建一座9層高臺,3年還沒有建成,弄得男人沒法耕地,女人沒法織布,國庫空虛,鄰國在準備侵略我們,國家就要滅亡,您還能得到什么呢?”晉靈公聽了,這才明白過來,連忙說:“這是我的過錯啊,沒有想到竟然達到這樣嚴重的程度。”立刻下令停止了9層高臺的修建。

由于這個故事中講了茍息累雞蛋如何危險,后來人們就把它概括為四個字“危如累卵”。“危如累卵”就成了一個成語。這個成語形容形勢非常危險,如同累起來的蛋,隨時都有可能塌下來打碎的可能。

茍息累棋子和雞蛋在力學上是一個平衡的問題。當物體受到幾個力作用的時候,仍然保持靜止或者勻速直線運動狀態,我們就說它處于平衡狀態。這樣的現象我們經常可以看到,停在馬路旁的汽車,放在地上的桌子,放在桌子上的暖瓶,掛在天花板上的電燈等,都處于平衡狀態。

地球上所有物體都受到重力的作用。我們可以認為重力的作用集中于一點,這一點叫做物體的重心。通過重心垂直于地面的直線就叫做重力作用線。一個只受到重力和支持物的作用的物體,當它的重力作用線通過支點(懸掛的電燈,支點就是懸點)或者支面(桌上的暖瓶,支面就是瓶底和桌子的接觸面)且重力和支持力相等的時候,才能保持平衡;否則平衡就會遭到破壞。

看起來各種物體的平衡方式五花八門,其實只有三種情況。

一種是穩定平衡,就是處于平衡的物體稍稍離開平衡位置,重心會升高,在重力作用下仍能回到原來的平衡位置。地板上的桌子,懸掛的電燈以及玩具不倒翁的平衡,都屬于穩定平衡。

另一種是不穩平衡,就是處于平衡的物體稍稍傾斜,重心會降低,在重力作用下不能回到原來的平衡位置。在桌子上立一支鉛筆的平衡,山坡上的石頭,平衡木上的運動員都是不穩平衡的例子。

第三種是隨遇平衡,就是處于平衡的物體在任何位置上都能保持平衡。放在平地上的籃球的平衡,就是隨遇平衡的例子。

現在我們來看一下茍息累起來的棋子和雞蛋是屬于什么樣的平衡,它當然不是隨遇平衡,處于隨遇平衡的物體在任何位置上都能保持平衡,這樣的平衡一點驚險都沒有。它也不是穩定平衡,處于穩定平衡的物體稍稍離開平衡位置,很快就能回到原來的平衡位置,也沒有什么驚險可言。

茍息累棋子和雞蛋的“工程”是屬于不穩定平衡,這樣的平衡是很不穩定的,一有風吹草動,平衡隨時都可能被破壞。一旦平衡被破壞,整個體系就會被破壞,雞蛋將會落下來,結果是可想而知的。

用“危如累卵”來形容形勢十分危險,從力學原理來看也是非常恰當的。

來源:科普時報

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