跟着古诗学物理

周晓秋

古往今来很多人都有飞天梦想。唐朝诗人李商隐在《嫦娥》一诗中就记叙了中国家喻户晓的古代传说“嫦娥奔月”的故事。他写道：“云母屏风烛影深，长河渐落晓星沉。嫦娥应悔偷灵药，碧海青天夜夜心。”描寫了嫦娥误服仙药而飞向月球，在月宫备受孤独煎熬的遭遇和心境。

然而神话传说中的飞天之旅，在经典物理中，除按力的作用和能量传递或转换规律的航天途径外，将无法完成飞天梦想。可科学家根据现代量子理论，畅想通过一种称为生命扫描仪和打印机的设备，借助量子纠缠方法，眨眼间就可实现生命体跨越遥远星际的航行。若能如此，后悔的嫦娥也可利用这种方法轻松重返地球。其实，中国古典诗词中不仅寄寓了诗人的理想和抱负，也包含了诗人观察自然的心得体会，其中更是隐藏着众多的物理知识。

茫茫宇宙谁主张，经典量子不相让——诗文中流露的力学现象

绿水青山枉自多，

华佗无奈小虫何！

千村薜荔人遗矢，

万户萧疏鬼唱歌。

坐地日行八万里，

巡天遥看一千河。

牛郎欲问瘟神事，

一样悲欢逐逝波。

这是中华人民共和国开国领袖、诗人毛泽东所作的七言律诗《送瘟神》（上阕）。

该阙叙述了血吸虫病两千多年来肆虐中华大地，人民深受血吸虫“瘟神”戕害却又无助的悲惨情状。诗人以东汉名医华佗对血吸虫病无计可施为例，既说明了此病的凶险，又点明了该病由来已久。继而以“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”形容时光流逝。

何为“坐地日行八万里”？

地表上几乎所有物体（两极点除外）每天都随地球绕地轴以相同速度作匀速圆周运动。24小时一圈，地球平均半径6371千米，则赤道附近的人每天所“走”路程就等于赤道周长：

C = 2πR ≈ 4万千米 = 8万里（里——中国市制长度单位）。

故有“坐地日行八万里”之说。

原来诗人借地球快速自转描写时间飞逝，以及往昔只能仰望苍穹、看斗转星移来表示人们对血吸虫病的无奈。

为何人与地球以1667千米/时的高速做匀速圆周运动，但人们却毫无觉察？

这是因为物理学上判断物体是否运动，主要通过观察其与参照物间是否存在相对位置改变。而坐着或躺着的人们与山峦树木等常选作的参照物间并无位置变化。因此人们就感觉不到自己和山川都在高速运动。

至此有人还会疑惑，甩动的流星锤，其圆周运动的速度远不及人类随地表自转速度大，为何甩锤人一松手，流星锤就会被抛向远方，而人类等地表上的物体却不会被抛出地球呢？

甩流星锤做匀速圆周运动时，甩锤人手中拉着的绳子给流星锤一个始终指向手捏处的向心力，维系着流星锤不至于离开圆周运动的轨迹。只要甩锤人不松手，流星锤做匀速圆周运动的状态就不会改变。

地表所有物体如同正在甩动的流星锤，而充当拉绳作用的是人们看不见的“万有引力”。当然地球不会像甩锤人那样，因累而“松开”吸引物体的“万有引力”，因此地表所有做高速匀速圆周运动的物体，都无法逃脱指向地心的万有引力束缚而离开地球。

很多诗歌中都能看到万有引力的身影。不论是唐朝诗人刘禹锡在《杂曲歌辞·浪淘沙》诗中所述“八月涛声吼地来，头高数丈触山回。须臾却入海门去，卷起沙堆似雪堆”中震天撼地的钱塘江潮，还是同时代诗人张若虚在《春江花月夜》中形容的“春江潮水连海平，海上明月共潮生”的意境，这两首诗中所述海潮的形成，都源于月球和太阳处于地球不同位置时对地球万有引力作用的结果，因而引发地表海水有规律地潮涨潮落。潮水涨落中，人们还真切地感受到了潮汐能的存在和

力量。

再如清代文学家曹雪芹小说《红楼梦》中《葬花吟》里的“花谢花飞花满天，红消香断有谁怜？游丝软系飘春榭，落絮轻沾扑绣帘”。鲜艳多彩的美丽花朵，当其芬芳散尽、华彩不存，走到生命尽头时，在万有引力导致的重力作用下，缕缕情丝再留不住残余的“花躯”，便只能随风飘零，最终朵朵落花归泥土，残躯没香丘。

外在辉煌内因掌，微观世界歌声朗——诗文中流露的热学现象

墙角数枝梅，

凌寒独自开。

遥知不是雪，

为有暗香来。

这是北宋诗人王安石所作五言绝句《梅花》。诗人以梅花苦寒中坚贞不屈、凌霜傲雪、独放异彩的孤傲品格来隐喻诗人不惧仕途多舛，依然秉持为国为民的高尚情怀。

雪花飞舞的冬天，远远地如何识别雪花与梅花？诗人以“遥知不是雪，为有暗香来”，提出以谁能暗送芳香为标准进行区分，由此告诫人们识人断事，不能被表象迷惑，要深入内部看本质。

那梅花“暗香”从何来？一是梅花花朵会分泌芳香物质，芳香物质的分子时时都在空气中做着无规则分子热运动；二是携带梅花花粉细小的微粒，当其离开梅花花朵，进入其花枝周围的空气中，这些细小花粉也在空气中做着无规则的布朗运动。

正是梅花芳香物质的分子热运动和梅花花粉飘散后的布朗运动，使芳香分子溢满花枝周围或更远区域。从而使人在较远的地方就能嗅到梅花的香气，进而识别出附近绽放的梅花。

琴瑟鸣和音跌宕，殿宇宏阔回声朗——诗文中流露的声学现象

朝辞白帝彩云间，

千里江陵一日还。

两岸猿声啼不住，

轻舟已过万重山。

这是中国诗仙李白的七言绝句《早发白帝城》。

该诗展现了诗人在流放途中获皇帝赦免后，从白帝城返回江陵时的情景。诗人带着归心似箭的愉快心情，乘船从长江顺流而下。沿途欣赏三峡两岸的迤逦风光，耳畔不时听见两岸密林传出长啸的猿声，以及经峡谷陡崖反射的猿啸回音，船只风驰电掣般驶过千山万水。

该诗为读者描绘了一幅空谷回音、余音袅袅的场景。那何为回音呢？

声音是一种机械波。物体振动时便会由声源向四周由近及远地引起空气分子振动，四下传播而形成声波。若声波传播路径上遇到障碍物，就会发生反射，人们在一些区域便可听到反射回来的声音——回音。由于三峡两岸陡峻的山崖，使声源发出的声音，能够在陡崖之间多次反射，以至于在很远的地方也能听见。

惯于夸张的诗仙李白，叙述上游群猿的啸声与回音不绝于耳，一日之间便返回相隔千里之外的江陵。如此之快的船速在古代是无法实现的，但却足见诗人获赦后的心境是怎样的轻松愉快，竟使得乘坐的船只也变成了一叶“轻舟”。

玉壶旋转影相傍，万紫千红花怒放——诗文中流露的光学现象

江南好，风景旧曾谙。

日出江花红胜火，

春来江水绿如蓝。

能不忆江南？

这是唐代诗人白居易写的词《忆江南·江南好》。

诗人以江岸花儿在日出时火焰般的明亮鲜艳、春天时平静碧绿的江水，为人们呈现了充满勃勃生机的江南春之景色。

按说江岸植物的颜色应五彩缤纷，为何诗人所见日出时的花朵却都红如火焰呢？

众所周知，阳光由七色光组成，当其早晚照射地球时，其光线以斜射角度进入大气层，频率不同的七色光通过大气层时会发生不同程度的折射现象。

在折射现象中，频率较高的绿、青、蓝、紫光几种色光偏折显著并依次增强；而频率较低的黄、橙、红三种色光偏折相对较小且渐次减弱，能更多地穿过大气层到达地面，使人们看到整个天空呈现出以红光为主的朝霞或晚霞景象。

以红为主的色光照射到物体表面，经物体反射后到人眼里的也多为红光，故而出现诗人所见两岸花草身披朱衣，一派“红胜火”的壮阔晨景。

至于碧绿的春江水，主要源于冬天枯水季节，江湖水平缓，有利于绿藻生长。含有丰富绿藻的水体，将更多绿色的光线反射到人眼，使人们看到“绿得如同蓝草”浸染过的春江水。