江水奔腾的背后

许秀华

说到杜甫，相信同学们已经诵读过不少他写的诗篇。杜甫在我国古典诗歌中的影响非常深远，被后人称为“诗圣”，他的诗也被称为“诗史”。作为杜甫诗作中的精品，这首《登高》也常被推举为七言律诗中的上乘之作，被称为“七律之冠”。

登高

[唐]杜甫

风急天高猿啸哀，渚清沙白鸟飞回。

无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来。

万里悲秋常作客，百年多病独登台。

艰难苦恨繁霜鬓，潦倒新停浊酒杯。

隐形的办量

在萧瑟的秋风中，猿的叫声显得十分凄厉。水清沙白的河洲上，鸥鹭在飞舞盘旋。杜甫笔下的秋天有点孤独与凄凉。看，山坡上落叶飘零，远处无边无际的长江汹涌澎湃，滚滚而来。

在读到“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”这两句诗时，同学们有没有想过：为何秋天的落叶最后总要落到地面上？为何江水要往低处流？其实，这是因为地球对树叶、水存在万有引力。地球质量大，树叶和水的质量小，质量大的物体难以撼动，质量小的只好屈身投靠。

长江水在地表上奔腾流淌，地球和江水之间的万有引力好理解。可是，挂在树上的叶片和地面不接触，地球的万有引力是怎样隔空取物，让树叶落到地面上的呢？

原来，万有引力通过引力场，让两个没有实际接触、不挨着的物体之间产生了引力。在宇宙中，星体之间相距遥远，却能通过万有引力相互作用，借助的就是引力场。

产生万有引力的前提是物体有质量。质量，是讨论万有引时非常重要的一个因素。物质的质量是由物质里的原子种类和数量决定的。而不同的原子，原子核里面的质子数和中子数决定了物质的质量。

为什么质量会激发引办场，产生伍有引力呢？对于这个问题，不仅爱因斯坦没有找到答案，现在的科学家们同样没有找到确切的答案。

当然，杜甫显然不是为找不到这个答案而悲伤。因为万有引力在17世纪才由英国科学家牛顿首次发现并提出。大诗人杜甫要比牛顿大931岁，安史之乱结束4年后的公元767年，年届55岁的杜甫亲历大唐由盛转衰，个人生活也陷入困顿之中。一天，他独自瞪上夔州白帝城外的高台远眺。萧瑟的秋江景色引发了他身世飘零的感慨，渗入了他老病孤愁的悲。于是，他借影抒情，在诗中写道：“时世艰难，生活困苦，两长满了发;老多病，无奈志不得伸。本想借酒浇愁，却发现自己连酒都喝不下去了。

未解之谜

归正传，除了引力场，物理学中还有电场和磁场。

何为磁场呢？原子里的质子带正电，电子带负电。原子核和电子都在不断地运动，会在周围产生磁场。磁铁之所以有磁性，就是因为原子内的电子自旋方向整齐划一，才对外表现为磁性。一般的物体内，各种不同方向的小磁场互相抵消，所以没有磁性。

其实，电荷周围还会产生电场，电场只对带电的物体有作用力。电场里，物体的质量不重要，物体带的电荷数才是最重要的。引力场只关心物体有无质量，电场只关心物体有无电荷。就像牛顿总结出了万有引力定律及其公式一样，法国科学家库仑在18世纪研究了真空中两个静止点电荷之间的相互作用力后，也总结出了库仑定律。库仑定律是电学发展史上的第一个定量规律，它使电学的研究从定性进入定阶段，是电学史上一块重要的里程碑。电荷的单位库仑就是以他的姓氏命名的。

在数学表达，上，万有引力定律和库仑定律非常相似。只不过把公式里的物体质量换成了物体携带的电荷。引力場中，两个物质之间万有引力的大小与两个物体质量的乘积成正比;电场中，两个电荷之间的作用力与电量乘积成正比。而这两种作，用力都与两者的距离平方成反比。

为什么会这样呢？科学家们也在探寻其中的原因。同学们，也许等你们长大后，就会发现其中的奥秘。

（责任编辑：陆艳）