牛顿的童年故事:风车发明三步曲

科普中国-科幻空间 2017-12-18

  文接“牛顿的童年故事(一)”《爱动手的孤儿》  “哇,看那只风筝飞得好高呀。”  “好像变戏法一样,燕子风筝实然就窜到最高点了。”  “好像是牛顿的风筝吧!”  ……  英国西部有个风景如画的格兰山姆镇,镇上有一个创立于1329年的金格斯中学。学校周围大树郁郁葱葱,小河上浮着白色的天鹅,这些衬托着小教堂似的校舍,显得十分和谐。学校旁边有一个偌大的广场,广场上总会聚集着一些人。这不,正逢春暖花开的好时节,学生们都来此放风筝,看谁的飞得高。大家的风筝都是从商店买的,13岁的牛顿除外。  牛顿的风筝是自己做的。其实,他并不喜欢放风筝。他放风筝的唯一目的,就是研究气流和风向。他反复改进风筝的形状,并在小本子里详细地记录下来。风筝研究透了,自然也知道怎么会飞得高。牛顿研究汽流和风向的真正目的,是为了研制风车。这件事可是渗透了他一年多的心血。

  

  1654年秋天,牛顿离开家乡荷尔普泽,来到金格斯中学念书,住在格兰山姆镇一家药铺的二层楼上。除了换洗衣服,他带的就是一个一米左右的细长木箱,里面是木工所需的工具。  某天,牛顿看到一幅画有风车的图画,便想做一架风车。小镇上从来没有风车,他也没接触过这玩意,自然有一定难度。牛顿从不怕困难。他初步了解了风车的构造和常识后,便决定先研究风力和风向。无疑,要搞清风力和风向,风筝是最好的工具。于是便有了文前这一幕。  完成第一步曲后,牛顿着手做风车了。  “小家伙,你又在研究什么东西呀?”热情的房东大叔来到二楼,看着在细长三角形木框上贴着面条的风车叶片问道。  “这是风车模型。我已经研究过风的流动情况了,只要有一点风,就能转动。”牛顿自信地说。  “了不起。你做的风筝这么漂亮,比我儿子厉害多了。注意休息哦。”

  

  从此,牛顿一放学就钻进屋子里专心致地地做风车。半个月后的一个周末,牛顿举高采烈地从二楼跑下来,激动地说:“大叔,我的风车做好了,来帮我一把。”  大叔和大婶一起上了二楼。大婶抚摸着风车上的叶片,问道:“你打算把它安在什么地方呀?”  “安在药铺的房顶上吧。”  “好呀,这可以当药铺的招牌呢!”大叔说罢就爬上房顶,牛顿和大婶则小心翼翼地递上风车。大约半小时后,风车稳稳当当地安到屋顶的架子上。  这时正好有风,那四片细长的三角形木片带着风车轱辘辘地转了起来。  很快,这架形状奇特的风车就成了格兰山姆镇上的热门话题。  可是,怎么才能让风车在没有风的时候也能转呢?第二步曲完成后,牛顿又开始下功夫了。  当牛顿把这个问题抛出来后,房东大叔想起夜市里老鼠蹬轮子的事,便随口说:“要不,在风车的轴上安一个圆笼子,把老鼠装进去怎么样?”  “大叔,老鼠的劲太小,怎么可能转动这么大的风车呢?”  “我是说比如。当然可以换成其它动物嘛。”大叔不好意思地笑笑。  牛顿想起过去在水井上看过的打水用的辘轳:把绳子绕在一根很粗的圆木头上,打水时,一摇辘轳把绳子就卷上来,水桶也随着吊上来了。“对了,把它倒过来,不就妥了吗?”牛顿立刻埋头于风车的改造。他把安叶片的轴接长了,再把一条粗绳缠在上面,绳子的一端拴上一只木桶,等把桶里的水调整好,它就慢慢地由二楼的房顶落下来,与此同时风车的轴也慢慢转了起来。

  

  “大叔,成功了!您快看呀!”牛顿激动得喊了起来。  空中一丝风也没有,可风车依然不停地转着。小镇的人们无不佩服牛顿的才能。从此,格兰山姆镇上转动的风车便成为一道最亮丽的风景,而牛顿的发明天赋也初露峥嵘。他外婆知道后暗暗松了一口气,他母亲听说后也由衷地笑了。当然,母亲还有她自己的安排。  欲知后事如何,且看下回:《最不称职的农民》  参考资料:《世界科学家大传》,韦苇主编,四川少儿出版社,1982年。(蝌蚪五线谱)

责任编辑:科普云

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