2010年8月20日 星期五

英科學家發明打水漂遊戲完美方程式

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據國外媒體報道,相信許多人小時候都玩過投石打水漂的遊戲。如何能夠讓石頭漂得更遠、在水面彈跳次數更多?許多人都在嘗試。近日,英國倫敦大學學院科學家、應用數學教授弗蘭克-史密斯提出了一個用於計算投石打水漂的遊戲中石頭彈跳次數的完美方程式。史密斯相信,利用他所發明的方程式,再加上運氣成分,將能夠打破51跳次的吉尼斯世界紀錄。



現年62歲的史密斯教授是英國皇家學會會員。他在一個池塘邊向人們演示自己的投石打水漂理論。他脫下夾克衫,小心地折疊好,輕輕地放在池塘邊的草地上,同時撿起一塊小石頭,面帶謙卑的笑容。史密斯表示,「事實上,這是很明顯的。你們肯定也可以做到,而且可以做得很好。此外,你有時可能需要一點點運氣。」



史密斯慢慢俯下身去,擺出一個優雅的姿勢,看起來很像是一名棒球投手的動作,然後用力將手中的石頭投了出去。小石頭在水面不斷向前跳躍,在長約30碼(約合27米)的前進軌跡上留下了一串6個彈跳點,最終撲通一聲落入水中。



許多人都玩過這種遊戲,而且都曾經嘗試扔得更遠,爭取彈跳次數更多。但對於大多數人來說,6個跳次已經算是不錯的成績。事實上,投石打水漂的彈跳次數多少不僅僅涉及技巧和運氣,還包括許多因素。自從16世紀起,這個遊戲在英語俚語中就被稱為「ducks and drakes」(打水漂遊戲)。史密斯教授對這個遊戲進行了多年的科學研究,並一直以實踐為樂趣。最終,史密斯研究出這個遊戲最理想的投石方法。



史密斯教授綜合石頭的重量和速度、空氣的影響、水的阻力以及重力等因素,提出了一個方程式,利用該方程式可以實現最完美的投石。史密斯教授表示,該方程式完全有可能實現50跳次的目標。不過,50跳次這一紀錄已經被工程師拉塞爾-拜爾斯所打破。目前,拜爾斯仍然保持著打水漂遊戲吉尼斯最多跳次世界紀錄--51跳次。這一紀錄是他於2007年在美國匹茲堡阿利根尼河上創造的。當被問及破紀錄的秘決時,拜爾斯回答道,「你知道的,我真的不知道。」



拜爾斯或許真的不知道其中的秘決,但史密斯教授知道,而且史密斯教授的研究成果還有一個重要的應用,那就是可以用來計算粘附於飛機機翼上的冰的行為以及穿越驚濤駭浪的輪船所承受的波浪行為。此外,史密斯教授還表示,這個方程式還可以幫助刑偵專家破案。



關於投石打水漂遊戲,早有紀錄。第一個文字記載的紀錄發現於1585年的一本論文集中。該文獻是這樣記載的,「這是一種將牡蠣殼或石頭向水中投擲的運動或遊戲。」據說,在水面彈跳的石頭的行為曾經激發了著名科學家巴恩斯-沃利斯的靈感,他在第二次世界大戰中設計了著名的跳彈。


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