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轻功水上漂,普通人真的能练成吗?

2019-05-09 12:00:00 和讯名家 

  武侠世界里,绝世高手的哪项绝技最令人神往?

  轻功绝对占据一席之地。

  轻轻跃起,足下生风,如凌虚飘行,瞬间来到人跟前,着实令人惊叹。

  具体到金庸的武侠江湖,以轻功闻名于世的武林高手着实不少:擅长凌波微步的段誉、“草上飞”的青翼蝠王韦一笑、人称“铁掌水上漂”的裘千仞……

  说起来,凌波微步和“草上飞”尚能理解,从字面上理解就是跑得快嘛。

  “水上漂”是个什么操作?现实生活中,人类真能在水面上跑步吗?

  1

  先不提人类,大自然中还真有生物能在水面上行走。

  一种生物是我们在水边常见的水黾。

  它能在水面溜达,靠的是表面张力

  什么是表面张力?

  水是由水分子构成的,水分子之间的吸引力(内聚力)如果很强,就倾向于将表面积缩到最小,以获得最稳定的结构。

  就像人一样,感到寒冷就聚在一起,要分开就得用适当的力拨开。

  水分子也是一样,聚在一起不容易分开,任何会将表面积加大的行为都必须对液面施力,而液体会对施力者给予反作用力。这个反作用力,就是表面张力。

  水的表面张力有多大?

  水在20摄氏度时表面张力系数是72.8毫牛顿/米。

  水黾对水面施加一个向下的力,受到水面的反作用力向上,当二者达到平衡,水黾就漂在水面上。

  如果力量太大,超过表面张力的最大值,表面水膜破裂,物体将穿过水往下掉。

  因此,想要漂在水面上,物体所受重力或者人所受重力必须小于或等于表面张力的最大值。

  如果使用仿生科技,模仿水黾在水上行走,能实现吗?

  下图就是模仿水黾的仿生装置。

  表面张力同物体与水面接触的边缘的周长有关,所以仿生装置要有很多只脚,增加与水接触的周长。

  这些脚在水面上,和水的表面张力达成平衡,形成水膜,可以看到有趣的弯曲现象。

  2

  如果不利用表面张力,还有别的办法在水面行走呢?

  我们先研究水这种物质。

  物质存在三种形态,固态、气态和液态。

  用微观的眼光看,物体的原子和分子排列组合方式不同,才导致物体有不同的形态。

  固体的原子分子排列有次序,有固定的形状和位置。

  液体的原子分子位置不固定,但它们之间的距离总是保持在一定的范围内,没那么容易压缩。

  气体的原子分子位置不固定,它们之间的距离也不固定,流动性更大,容易被压缩。

  水是一种液体。

  在常温下,每增加一个大气压力,水的体积只缩小1/20000。

  因此,水并非不能压缩,只是压缩性非常小。

  战争片里经常看到,为了对付潜水艇会使用深水炸弹。因为水不容易压缩,炸弹爆炸时,水的震波可以直接传到潜水艇,造成巨大破坏。

  自然界中,有一种生物就利用水的低压缩性,在水面上行走。

  神蜥,又名基督蜥蜴,它通过拍打水面实现“水上漂”。

  神蜥拍打水面,因水不易压缩,来不及流开,对水面的拍击就像手拍在铁板上,受到一个非常大的反作用力,从而帮助神蜥在水面行走。

  当然, 这必须是一瞬间的事情,如果后肢继续往下压,水流开就沉下去了。把这一瞬间的力利用好,就能在水面上行走。

  3

  如果人类采用这些策略,能不能实现“水上漂”?

  好的, 我们先使用表面张力。

  假设你的体重是70kg。

  表面张力同物体与水面接触的边缘的周长有关。因此,你得有一只足够大的脚,才能产生足够大的表面张力。

  你的脚得多大?

  脚的周长起码要10公里,才可以站在水面上。

  谢大脚肯定不行,“山大脚”,拥有山一样大的脚才行。

  长不了这么大的脚,我们试试拍打水面。

  一般来说,人类跑步的最大速度就是奥运会金牌选手的速度,大约是10米/秒。即便达到这个速度,仍然需要足够大的面积拍打水面,受到反作用力。

  日本电影里,忍者们借助“水蜘蛛”实现水上漂。

  假设“水蜘蛛的面积是1平方米。你穿着这样的“水蜘蛛,跑步速度和金牌选手一样快,就有可能在水面上奔跑。

  可是,穿这种鞋跑步也太强人所难了。就穿普通的鞋子,能“水上漂”吗?

  也不是不行,但你跑步的速度必须达到30米/秒,即108千米/小时,大概相当于高速公路上小汽车的速度。

  如果想“水上漂”,又不想用奇怪的道具,你跑步的速度必须比高速公路上的汽车还快。

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