弹指推倒摩天大楼的奥秘

○王 淼

手指轻轻一弹，便能推倒一座摩天大楼，如果你不相信的话，请做下面的小实验。

首先请准备一些性质基本一致的木块，按长∶宽∶厚为6∶3∶1的比例削切木块。这里我们先削一块长3厘米、宽1.5厘米、厚0.5厘米的小木块，它重约2克；然后再按每块比上一块大半倍的比例削切6块，即第二块的尺寸是长4.5厘米、宽2.25厘米、厚0.75厘米……这样直至第七块，它的尺寸约为长34厘米、宽17 厘米、厚5.7 厘米，重约3080克。

把这7块木头全竖起来排成一排，每一块与后一块之间的距离约等于它自身长度的3/4，例如第一块与第二块之间的间隔应为2.2厘米，如此等等。现在，您用手指轻轻一碰最小的第一块木头，使它倒向第二块木头，那么很快就会发生第二块倒向第三块，第三块再撞倒第四块……的连锁反应，木块倒下的声响越来越大，转眼之间重3 千克的最后一块木头也轰然倒下。不难想象，如果按此比例放大下去，那么竖立的第24块木头将是高336米、宽168米、厚56米的庞然大物，与高达一百层（每层以3.3米高计）的摩天大楼不相上下，其重量将达到280万吨。这样的巨物就是用十台推土机也无法推动，而按照上述方法，你却不费吹灰之力便可以推倒它。

这看起来像奇迹的事实其实不难理解：我们知道每个物体都有一个重心，当木块竖起时，它就具有势能，该势能与重心距离地面的高度有关，重心越高，势能也就越大；为推倒一块木头，我们必须提供能量将它推斜（此时重心升高，势能增大）到超过一定程度，然后它便会自行倒下（此时重心下降，势能转变为下落动能）；这一开始必须提供的能量对于第一块木头来说，就是我们手指一弹所产生的动能，而对于以后的木块则为前一块木头倒塌所产生的动能；由于我们选用的木头每一块大小只是前一块的1.5 倍，因此可保证前一块木头倒下时能产生足够的动能去推倒后一块。

你可能还会奇怪：我们的手指轻轻碰倒第一块木头时，只用了几克大小的力，而第七块木头倒下时所发出的力为何却比它大千倍？其实当您竖起一块块木头时，您所用的力全部被转化为木块的势能而贮藏起来了，当连锁反应发生时它们才又被释放出来。