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“太硬”的感觉。
但是，即使在最硬的地方，我们也可以睡得非常舒适，只要把我们的
体重均匀分配在很大的面积上就行。比方说你先睡到一片软泥上，把你身
体的形状印在这泥上，然后起来让这片泥土干燥（在干燥以后，泥土会收
缩5－10％，但我们假定这个情形不发生）。当这片泥土变成和石块一样
坚硬的时候，你试再躺到上面去，使你的姿势和泥上留下的形状相合，那
么你就会感到跟睡在柔软的鸭绒垫上一样舒适，一点也不觉得硬，虽然实
际上你是睡在石头上。你现在的这个情形，恰跟罗蒙诺索夫在一首诗里所
写的那传说里的巨鲸相仿：
横卧在尖锐的石块上，
这些石块的坚硬它可毫不在乎，
对于这伟大力量的堡垒，
这些只是柔软的泥土。
而你所以不觉到这石头的坚硬，原因却不在于“伟大力量的堡垒”，
而只是由于你的体重分配到极大的支持面积上的缘故。第三章介质的
阻力
子弹和空气
空气会阻碍子弹的自由飞行，这个事实，是大家都知道的，但是空气
的这个阻滞作用究竟大到什么程度，恐怕只有很少人清楚。大多数的人大
概有这样的想法，以为象空气这样我们平常几乎不觉察的柔软的介质，对
于飞过的步枪子弹一定不会有多大妨碍的。
但是，看一看图25 就会明白，空气对于子弹的确有极大的妨碍。这
张图上的大弧线表示没有大气的时候子弹飞行的路线；这颗子弹从枪口射
出以后（用每秒620 米的初速度依45 度角的方向射出），在空中划出高
10 公里、长40 公里的很大的弧线。实际上呢，这颗子弹这样射出以后，
在空气里一共只能够划出4 公里长的弧线。在这张图上，这条4 公里长的
弧线跟那条大弧线相比，几乎看不到什么了：空气的阻力竟是这么大！假
如没有空气，步枪就可以从40 公里远的地方把子弹射向10 公里的高空再
落到敌人的头上了！
超远程射击
有一次，德国炮兵一门大口径炮以很大的射角射击，意外地发现，本
来应该落到20 公里远的地方的炮弹，竟落到40 公里的地方去了。原来，
用极大的初速度依大角度向上射出的炮弹，到达了空气稀薄的高空大气
层，那儿的空气阻力非常小；炮弹在这阻力极弱的介质里，飞过了极长一
段路，最后，陡急地落到地面上。图26 清楚地表示了：改变发射角度，
会使炮弹飞行路线产生多么大的差别。
这个现象的观察，给德国人奠立了设计从115 公里外轰击巴黎的超远
程大炮的基础。这炮制造成功以后，在第一次世界大战中，1918 年的夏
天，德国军队向巴黎发射了300 颗以上的炮弹。
关于这种大炮的情况是这样的，这是一根很大的钢筒，全长34 米，
粗1 米；炮筒下部壁厚40 厘米。炮重750 吨。炮弹重120 公斤，长1 米，
粗21 厘米。装药要用150 公斤的火药，可以产生5000 气压的大压力，因
此能够把炮弹用每秒2000 米的初速度发射出去。炮弹是依52 度的射角射
出去的；炮弹射出去以后，划出了一个很大的弧线，弧线的最高点离地大
约40 公里，早已进了平流层。炮弹从它的阵地射到巴黎——全程115 公
里——所需要的时间是3。5 分钟，里面有2 分钟是在平流层里飞行的。
第一座超远程炮的情形就是这样。这是现代超远程炮的祖先。
枪弹（或炮弹）的射出初速度越大，那么空气的阻力也就越大。这个
阻力并不跟射出初速度成简单的比例增加，而是增加得快得多——是跟初
速度的二次方或更高次方成比例地增加的，至于究竟跟几次方成比例，那
要看这个速度的大小来决定了。
纸鸢为什么会飞起？
你可曾想去解答，当你放纸鸢的时候把手里的线向前牵动，为什么纸
鸢会向上飞起？
假如你能够回答这个问题，那么你就可以明白为什么飞机会飞，为什
么槭树的种子会随风传播，甚至可以部分了解原始人用的所谓飞旋标的奇
怪运动的原理了，因为这一切都是属于同一种性质的现象。原来，正是那
给枪弹和炮弹的飞行造成极大阻碍的空气，却使得槭树种子或纸鸢等轻巧
的物体能够飘浮，同时还使得载了几十个乘客的沉重飞机也能够飞行。
为了解释纸鸢上升的原因，让我们来研究那一幅简图。设MN 线代表
纸鸢的截面。当我们牵动纸鸢的线的时候，纸鸢便动起来，由于尾部的重
量，就用倾斜的姿势移动着。现在，假定这个运动是从右向左的。让我们
用a 表示纸鸢平面跟水平线之间的倾斜角。现在来看一看在这个运动中的
纸鸢上作用的有哪些力量。空气自然是应当阻碍它的行动的，它在纸鸢上
施加一些压力。这个压力在图28 上用箭头OC 表示；因为空气总是依垂直
的方向压向一个平面的，OC 线也就画成跟MN 垂直。这OC 力可以分解成
两个力，描出一个所谓力的平行四边形：结果OC 力就分解成OD 和OP 两
个分力。这个OD 力要把纸鸢推向后面，因此就要减低它的原来速度；另
一个力OP 呢，却把纸鸢拉着向上；它把纸鸢的重量减轻，而且，假如这
个力量相当大，就可以把纸鸢的重量全部抵消，使它升起。正是因为这样，
当我们把线向前牵动的时候，纸鸢就会向上升起。
飞机这东西，其实也就跟纸鸢一样，不同的只是牵动纸鸢的线的人
力，用飞机上的螺旋桨或者喷气发动机来代替了，螺旋桨或者喷气发动机
使机身向前移动，结果就跟纸鸢一样，使它向上升起了。当然，这儿只是
这个现象的一个极简单的解释；事实上，使得飞机升起的原因还有许多，
这些原因将在另一节介绍①。
活的滑翔机
从上面一节可以知道，飞机的构造完全不是从模仿飞鸟得到的，象一
般人所想象的那样，而应该说是从鼯鼠、鼯猴或者飞鱼模仿来的。不过上
面所说的几种动物用它们的飞膜不是要向上升起，而只是为了要跳得远—
—照飞行上的术语来说，只是为了“滑翔下降”。对于它们，力量OP 还
不够跟它们的体重完全抵消；这个力量只能够减轻它们的体重，因此帮助
它们从比较高的地点做长距离的跳跃。例如，鼯鼠就能够从一株树梢上跳
到20－30 米以外的另一株树的比较低的树枝上。在东印度和锡兰等地
方，有一种特别大的鼯鼠，这种鼯鼠大约象家猫般大小：当它展开它的飞
膜的时候，有半米阔。象这样大的飞膜，能够帮助这种动物跳50 米这么
远，尽管它的身体比较沉重。至于产在菲律宾群岛等地的鼯猴，甚至可以
跳到70 米远。
植物的没有动力的飞行
许多植物也常要靠滑翔的作用散布它们的果实和种子。许多种果实和
种子，有的长着成束的毛（例如蒲公英、婆罗门参和棉子，上面都有冠毛），
它们的作用就跟降落伞相仿，有的幼芽保持平面的形状，能够在空中停
留。这种植物滑翔机可以在针叶树、槭树、榆树、白桦树、白杨树、椴树
和许多伞形科植物等上面看到。
在一部叫做《植物的生活》的书里，我们可以读到下面几段文字：
在没有风的晴天，许多果实和种子被垂直上升的空气流带到相当大的
高度，但是在太阳没落以后，一般就又落回到不远的地方。这种飞翔的重
要，并不只在于把植物散布得更广，而在于把它们移植到陡峭的斜坡和峭
壁上突出的地方和缝隙上，因为它们的种子除此以外没有方法能够落到这
种地方去，至于水平方向吹来的空气流，会把飘翔在空中的果实和种子带
到极远的距离以外。
有些植物的“翅膀”或“降落伞”只在飞行的时候固着在种子身上。
有些蓟类植物的种子可以在空气里自由自在地飘浮着，但是一碰到障碍，
种子就会跟“降落伞”分离，落到地面上去。这个现象说明了为什么这种
植物会时常沿着墙壁和篱笆生长。但是也有一些植物的种子，却是始终跟
“降落伞”连在一起的。
图30 和31 表示几种有“滑翔装置”的植物种子。植物的“滑翔装置”
在许多方面甚至比人类的滑翔机还要完善。它们能够带着比本身重量重得
多的物体一起升上去。此外，这种植物的“滑翔装置”还有一个特点，它
们有自动的稳定装置；比方说你把素馨的种子倒转来让它落下来，它在空
中会自动的倒转来把凸出的一面向下；假如这个种子在飞行的时候碰到障
碍，它也不会失去平衡，也不跌下，而只是缓和地向下降落。
① 但是这儿却会碰到另外一种性质的困难。对于这个问题，本书的续编里，有比较详细的说明。
迟缓跳伞
写到这里，不由想起那些不打开降落伞就从大约10 公里高空跳下的
跳伞家的英勇跳伞的情形。他们在向下落下了全程的绝大部分之后，才扯
动伞环，因此，只有降落的最后几百米是展开了伞降下的。
许多人认为，不打开伞象石块似的直落下来，就跟在真空里落下一
样。假如是这样的话，那么迟缓跳伞的降下时间会比实际所需要的少得
多，而最后所达到的速度也会非常大。
但是，空气的阻力妨碍了速度的增加。跳伞员的身体在不打开伞降下
时候的速度，只在跳下以后的最初十几秒钟的时间里面，落下最初几百米
的一段路上是增加的。空气的阻力是跟着速度的增加而增加的，而且增加
得非常显著，很快就使速度不能够再增加上去。因此，这种运动就从加速
运动变成匀速运动了。
我们可以用计算的方法，从力学的观点上把迟缓跳伞的大概情形描绘
出来。跳伞员在不打开伞落下的时候，加速度大约只在最初的12 秒钟里
是有的，也许还不到12 秒钟，看人的体重而不同；在这十多秒钟里，跳
伞员大约降下400－450 米，产生了大约每秒50 米的速度。以后的全部不
打开伞降落的路上，便都是用这个速度匀速落下的了。
水滴落下的情形也大概是这样的，不同的只是水滴落下的第一段时
间，就是速度仍旧在继续增加的时间，一共只有一秒钟，甚至还不到一秒
钟。因此水滴的最后落下速度，象雨滴的落下速度，就不象迟缓跳伞的那
么大。这个速度大约在每秒2…7 米，看水滴的大小而不同①。
飞旋标
这是一种奇怪的武器，是原始人类技术上最完善的制品，这东西曾经
在极长的一段时期里使科学家感到迷惑，没法解释它的道理。这种飞旋标
投出以后在空中划出的奇怪的路线，真的要难倒每一个人的。
现在呢，这个飞旋标的飞行理论已经十分详细地研究出来了，因此这
种奇术也就不再认为是真的奇术了。在我们这本书里，对于这个现象做深
入的研究是不可能的，我只打算告诉读者，这种飞旋标的不平常的飞行路
线，是下面三个因素互相作用的结果：（1）原来投出的作用，（2）飞旋标的
旋转，（3）空气的阻力。原始人会把这三个因素联在一起；他们会熟练地
把飞旋标用适当的角度、力量和方向投掷出去，以便得到需要的结果。
其实，我们每个人经过训练也都能够学到这种技巧的�