春风不度玉门关 思考莫只在表面
来源:科普时报 2021-07-09

电影《流浪地球》中众人齐心协力推撞针的场景


《凉州词》 唐·王之涣

黄河远上白云间,一片孤城万仞山。

羌笛何须怨杨柳,春风不度玉门关。

这是唐人王之涣的名篇,笔下荒凉的边关凉州却并没有哀怨之意,有的只是“一片孤城万仞山”的壮阔和“羌笛何须怨杨柳”的乐观情怀。此诗在千百年流传的过程中还衍生了一些故事:明代才子解缙在为永乐皇帝书写《凉州词》时,一时大意漏掉了一个“间”字,敌对的大臣便借此状告解缙欺君,解缙在情急之间灵光一闪,靠新的句读(当时还没有标点符号)变成了一阙真正的词:

《凉州词》

黄河远上,白云一片,孤城万仞山。

羌笛何须怨,杨柳春风,不度玉门关。

这个故事还有纪晓岚和乾隆的版本、慈禧和秀才的版本等等,准确的出处已难以考证,但从一个侧面表现了人们的喜爱。

笔者在前些年写给青少年的科普书《当诗词遇见科学》中也引用了《凉州词》原诗,并且提出了一个科学问题:为何春风不度玉门关?

当把这个问题提给自己的学生(本科生)和许多非理工科专业的朋友时,笔者得到了许多个版本的答案,其中比较典型也被认为很合理的答案是“因为凉州,也就是甘肃武威一带常年干旱少雨,草木很难生长,自然看起来就春风不度玉门关”。不知道读者诸君对这个问题是何看法?

事实上,“春风不度玉门关”是因为凉州在青藏高原的北麓,来自印度洋的暖湿气流被世界屋脊喜马拉雅山脉挡在了南面,加上地处西风带,距离东边的太平洋还十分遥远,没有暖湿气流能到达这里,也就无法与冷空气形成锋面进而成云致雨。是“春风不度玉门关”导致了“常年干旱少雨”,而非“常年干旱少雨”导致“春风不度玉门关”。那个看似很合理的答案其实因果倒置了。

还有许多这种看起来很合理,但细思考起来很值得推敲的例子。如在植物学问题中我们经常听到这个问题:“我们吃的苹果果肉其实只是种皮的一部分,并不是种子的核心部分,那为什么苹果会消耗这么多的能量在种皮的生长而不是种子本身呢?”有一种看起来很合理的解释是:“这是苹果的生存智慧,因为苹果鲜美的果肉可以吸引动物来吃,苹果的种子随同被动物吃到肚子里,被动物通过粪便散播到其他地方”。这个答案被广为接受和广为传播,但是笔者却觉得这个答案虽然十分生动,但会给人以植物会像人一样会思考的感觉。事实上植物的主动思考目前还没有什么科学证据可以支撑,从科学角度分析,大概率的原因是:“植物在演化的过程中,出现了各种各样方向的变异,其中果肉比较厚比较美味的植株,种子被传播出去的概率更高,因而导致这种苹果成了流传下来的主流”。是被动选择而不是主动选择,这才是“物竞天择,适者生存”的进化论正常逻辑。

又如前两年上映的科幻电影《流浪地球》中,按照情节设定,地球表面陷入了零下80摄氏度的极寒,电影画面用满天风雪的画面带给观众寒冷的感觉,大家也都觉得非常合理。然而仔细想想,当从北京去赤道附近的苏拉威西火山不需要坐飞机而是开卡车去时,海洋已经完全冰封,水很难蒸发到空气中,暖湿气流无从谈起,也就基本不太可能形成云、雨、雪这些天气现象。如果全球气温真的降低到零下80摄氏度,应该看到的恐怕是万里无云的晴空而非风急雪骤。可是电影画面如果是晴空万里,我们恐怕反而会感觉别扭了。

《流浪地球》中还有一个场景,就是最后大家齐心协力推撞针的感人情境。不过做个受力分析就会发现,在一列纵队上,中间的每个人推前面人的力和前一个人的反作用力平衡,而后一个人的推力也和反作用力平衡,实际上整个纵队除了第一个人能用上力,后面人的力量是传递不到前面的。在被电影的情节感动时,不知读者诸君有没有注意到,其实这种推法不能达到让所有人的力量都集合起来的效果。

生活中直觉和理性常常是不一致的,在匆忙的生活中,如果稍有闲暇,不妨静下来多一点理性思考,你的世界或许会有所不同。

(作者系北京交通大学国家级物理实验教学示范中心教师,光学博士)



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陈 征
北京交通大学副教授
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陈征,北京交通大学国家级物理实验教学示范中心教师,光学博士。
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