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作者 |?LostAbaddon，小名塔塔，在理論物理的康莊大道上一度撒丫子狂奔

人類終有一天是要走入太空的。

月球，火星，金星云頂，未來總有一天，我們會(huì)在漆黑一片的虛空中默默遠(yuǎn)航，生活在一枚巨大的、不斷緩緩旋轉(zhuǎn)的輪形飛梭中，朝著未知不斷前行。

1968年，《2001太空漫游》開天辟地貢獻(xiàn)了影史最經(jīng)典的“輪狀飛行器”，潔白的車輪狀空間站隨《藍(lán)色多瑙河》起舞。

在《2001太空漫游》之后，克拉克又在1972年的《與拉瑪相會(huì)》中描繪了一艘50公里長的圓柱形太空船，船內(nèi)是一個(gè)環(huán)形世界，有城市、街道，還有一條懸浮在中心的海洋。

后來的眾多科幻電影，比如

《星際穿越》里的庫珀空間站，

《流浪地球》里的領(lǐng)航員空間站，

《太空旅客》里的阿瓦隆號飛船，

以上作品，都不斷對“輪狀設(shè)計(jì)”進(jìn)行再演繹。

《三體3：死神永生》中，當(dāng)程心在掩體紀(jì)元醒來，發(fā)現(xiàn)自己身處巨大的亞洲一號太空城，整個(gè)城市也像一個(gè)巨大的滾筒。

那么，為什么人類想象的近未來星際飛船，老是這種“自轉(zhuǎn)滾筒”呢？

為什么就不能是《星際迷航》中的企業(yè)號或者《星球大戰(zhàn)》里的千年隼號那樣，是優(yōu)美的圓盤狀呢？

這是因?yàn)樵谔罩惺菦]有引力的，而已經(jīng)花了上百萬年來習(xí)慣那股來自腳下的拉拽之力的人類，還完全沒辦法在幾百年里就適應(yīng)浮在空中無依無靠的生活。而大自然的限制，就是要么真的堆出一個(gè)引力源來構(gòu)造人類可以適應(yīng)的引力場，要么就用加速度來構(gòu)造一個(gè)模擬引力場。

構(gòu)造引力場所需的物質(zhì)太多，人類就算能找來這么多東西，要推動(dòng)他們在太空中遠(yuǎn)行也太費(fèi)力了，而且還沒法及時(shí)轉(zhuǎn)彎，避險(xiǎn)能力太差。

所以，靠譜的方式就是用加速度來模擬引力場，而其中可以穩(wěn)定產(chǎn)生足以模擬地球引力的加速方式，就是飛船的自轉(zhuǎn)。

也因此，在稍微寫實(shí)一點(diǎn)的非超越系的科幻作品中，人類的太空飛船或太空城市，基本都是一個(gè)碩大的、不斷自轉(zhuǎn)的巨型人造物，形狀可以是圓筒，也可以是輪子，或者兩邊對稱的流星錘，總之就是可以穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。

圓周運(yùn)動(dòng)的物體所要承受的離心力，等于自轉(zhuǎn)角速度的平方乘上旋轉(zhuǎn)半徑，比如太空城的半徑如果是10公里，那么當(dāng)它每200秒自轉(zhuǎn)一周時(shí)，它在內(nèi)壁上產(chǎn)生的離心力就和地球上的引力加速度是差不多的。

地球上的人類其實(shí)除了一直被地球的引力所圈粉，還一直承受著地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力，只不過這個(gè)離心力非常非常小，即便在赤道上也只有引力的0.34%，所以我們平時(shí)是幾乎感覺不到的，但我們可以觀測到它帶來的影響，比如著名的傅科擺，就是因?yàn)榈厍蜃赞D(zhuǎn)的影響。

這樣的影響還有很多，比如熱帶颶風(fēng)，剛剛過去的臺風(fēng)燦都就是今年比較強(qiáng)烈的一個(gè)。

傅科擺和臺風(fēng)都是在離心力的一種特殊表現(xiàn)形式的作用下產(chǎn)生的，這就是著名的科里奧利力。
簡單來說，科里奧利力會(huì)產(chǎn)生一個(gè)和運(yùn)動(dòng)方向以及自轉(zhuǎn)角動(dòng)量方向都垂直的偏向力，這個(gè)偏向力會(huì)改變運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)方向。

再加上離心力的作用，這就讓太空城中生活的人們會(huì)和地球上的人類有完全不一樣的感受。

那么，如果在滾筒狀的太空城中來一場運(yùn)動(dòng)會(huì)的話，會(huì)發(fā)生什么呢？

以我們最熱愛的足球來說，在太空城的空氣中飛行的足球主要會(huì)受到離心力、科里奧利力、空氣阻力和氣流中的馬格努斯效應(yīng)。

這四種作用中，離心力讓足球下落，空氣阻力讓足球減速，是最簡單的兩種力。

科里奧利力對足球的影響取決于足球本身的運(yùn)動(dòng)方向，和自轉(zhuǎn)同向時(shí)往下，和自轉(zhuǎn)反向時(shí)往上，往下降的時(shí)候逆著自轉(zhuǎn)方向，往上升的時(shí)候沿著自轉(zhuǎn)方向。

最后是馬格努斯效應(yīng)，旋轉(zhuǎn)物體在流體介質(zhì)中的運(yùn)動(dòng)會(huì)使得它的一側(cè)相對流體的運(yùn)動(dòng)速度比另一側(cè)快，從而產(chǎn)生一種從較慢一側(cè)指向較快一側(cè)的偏向力。這是我們在乒乓球、足球、網(wǎng)球等比賽中經(jīng)常會(huì)看到的弧線球的重要原因。

此外還有一個(gè)非常重要的、因?yàn)樘粘堑淖赞D(zhuǎn)而引起的環(huán)境因素：太空城中的空氣會(huì)存在定向流動(dòng)，這種定向氣流本身也會(huì)受到離心力和科里奧利力，所以太空城中存在一股定向的氣流。在地球上這股定向氣流就是信風(fēng)帶。

所以說，在太空城的綠茵場上，即便是最簡單的一腳射門都可能變得很不一樣。

比如，一位球員朝著和太空城自轉(zhuǎn)同向的方向踢出一腳球，球的運(yùn)動(dòng)與自轉(zhuǎn)同向且往上升，所以此時(shí)它受到的科里奧利力在水平方向上是往前的，而在垂直方向上則是往下的，因此足球的上升弧線更低，且前進(jìn)速度更快。當(dāng)足球上升到最高點(diǎn)后會(huì)開始下降，此時(shí)科里奧利力也會(huì)轉(zhuǎn)向，水平方向上的受力從與運(yùn)動(dòng)同向調(diào)轉(zhuǎn)為與運(yùn)動(dòng)反向，而垂直方向上從把球往下拉轉(zhuǎn)變?yōu)橥贤星?。因此，整個(gè)過程就是足球的曲線更平直，同時(shí)一開始足球的速度飛快，下落后則會(huì)以更快的速度減速。這樣的狀態(tài)比較適合直線轟門，不適合踢電梯球。

但如果方向換一下，逆著太空城自轉(zhuǎn)方向射門，那么在上升階段科里奧利力一方面會(huì)進(jìn)一步托起球，同時(shí)也會(huì)讓球更快地減速，而下降階段科里奧利力繼續(xù)會(huì)托著球，但同時(shí)會(huì)讓球的速度變快。因此這個(gè)情況下足球的運(yùn)動(dòng)曲線會(huì)更陡，適合踢落葉球與電梯球。

如果射門的方向與太空城自轉(zhuǎn)方向垂直，那么在太空城自轉(zhuǎn)以及由此帶來的定向氣流的作用下，弧線球?qū)⒏映Ｒ?。而且如果控制好球的自轉(zhuǎn)，那么前期馬格努斯效應(yīng)占主導(dǎo)，后期轉(zhuǎn)速下降后定向氣流的作用占主導(dǎo)，這樣兩個(gè)力可以控制得恰到好處，使得球在前期逆著太空城自轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)，而后期順著自轉(zhuǎn)方向偏轉(zhuǎn)，踢出在地球上幾乎不可能看到的S球。

更有甚者，因?yàn)镾球的三個(gè)階段中科里奧利力在垂直方向的作用方向也是不同的，我們甚至可能踢出龍卷風(fēng)一般的螺旋球，

這是連《足球小將》都不敢想的盛況??！

由此可見，對于擅長不同腳法的球員來說，往哪個(gè)方向進(jìn)攻現(xiàn)在就有可能成為影響甚至決定比賽結(jié)果的重要因素。

同樣的情況在乒乓球和網(wǎng)球中也會(huì)出現(xiàn)，而且由于乒乓球與網(wǎng)球的速度更高，轉(zhuǎn)速也更高，球落地后還會(huì)和球桌或者地面發(fā)生更加豐富的相互作用，所以在乒乓球和網(wǎng)球場上也許可以看到比S球更扭曲的波浪球。

乒乓球本身質(zhì)量就很輕，受到力后產(chǎn)生的影響自然也就更大。我們原本就經(jīng)常在乒乓球比賽中看到各式旋球、削球、抽球，現(xiàn)在在離心力與科里奧利力的作用下，旋球與削球會(huì)變得非常致命，因?yàn)樗鼈兊母咚傩D(zhuǎn)和移動(dòng)速度在帶來馬格努斯效應(yīng)的同時(shí)，運(yùn)動(dòng)方向的些微改變也會(huì)造成科里奧利力的巨大變化，使得球的運(yùn)動(dòng)軌跡變得光怪陸離，而且這也和雙方球員的站位與太空城自轉(zhuǎn)方向的關(guān)系有關(guān)。

因此，我們在太空城中也許能看到中國隊(duì)打出更多出神入化的曲線球哦！同時(shí)也有可能看到很多選手向銀河祈禱一定要給自己抽到一個(gè)合適的站位。

和球類運(yùn)動(dòng)相比，射擊與射箭運(yùn)動(dòng)受到的影響會(huì)很不一樣。

射擊運(yùn)動(dòng)中，子彈本身的速度極快，所以科里奧利力也就比球類運(yùn)動(dòng)中要大很多。基本上，射擊選手現(xiàn)在在瞄準(zhǔn)靶子的時(shí)候，不再是傳統(tǒng)的三點(diǎn)一線，而是要計(jì)算自己和目標(biāo)的相對位置、太空城的自轉(zhuǎn)、所用槍械的子彈速度等等，在腦海中構(gòu)建一條非常復(fù)雜的曲線來進(jìn)行瞄準(zhǔn)，而他們打出的子彈在觀眾看來也不是直線射中目標(biāo)的，全部走的都是弧線。

可以說，地球上的神槍手如果真到了太空城，可能根本打不中目標(biāo)。

反而是那些人形描邊大師，在太空城里大概會(huì)成為大殺四方的存在吧……

射箭和射擊還不大一樣，因?yàn)楣诳罩惺艿降膩碜钥諝獾淖饔脮?huì)更多，而現(xiàn)在太空城中充滿了定向氣流。同時(shí)弓箭的速度更慢，所以受到的累積影響也會(huì)更多。如果說射擊時(shí)子彈的軌跡是稍微有點(diǎn)彎曲的弧線，那么射箭時(shí)弓箭的軌跡就是一條非常彎曲的圓弧了，因此太空城中的射箭運(yùn)動(dòng)將是比射擊運(yùn)動(dòng)更難的一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，選手們現(xiàn)在不單要訓(xùn)練臂力與瞄準(zhǔn)，還要學(xué)會(huì)求解復(fù)雜的力學(xué)方程。

大概，受到影響最小的運(yùn)動(dòng)就是賽跑了吧，因?yàn)槿说捏w重足夠重，同時(shí)速度又足夠小，所以受到的科里奧利力基本可以忽略，離心力的改變也不是很明顯。

除非，是在一個(gè)定制的特殊的太空城里比賽，比如，太空城的半徑只有20米，9秒完成一次自轉(zhuǎn)，那么此時(shí)它一樣可以模擬和地球類似的引力環(huán)境，但運(yùn)動(dòng)員腳下的“大地”的移動(dòng)速度其實(shí)很慢，只有差不多每秒14米——而人類目前的極限沖刺速度為12.5米。

在這個(gè)特殊的太空城中，短跑運(yùn)動(dòng)員和跳高運(yùn)動(dòng)員就要小心了，因?yàn)槿绻麤_刺的速度太快，而且方向正好和太空城的自轉(zhuǎn)速度相反，那么運(yùn)動(dòng)員會(huì)進(jìn)入一種“失重”的狀態(tài)，他的實(shí)際轉(zhuǎn)速會(huì)大幅降低，從而離心力大幅減小，他會(huì)覺得引力在自己沖刺的一瞬間幾乎消失了！沖刺中的短跑運(yùn)動(dòng)員如果腳踩地的力氣太大的話，他就有可能直接飛了起來！當(dāng)運(yùn)動(dòng)員距離地面的高度達(dá)到2米的時(shí)候，此時(shí)只要逆著自轉(zhuǎn)方向、相對地面以12.5米的速度運(yùn)動(dòng)，離心力所模擬的引力就會(huì)徹底消失，而人類的極限速度就是12.5米，張國偉的跳高記錄是2.38米，

所以，當(dāng)他以人類最高速度沖刺并高高躍起后，在這個(gè)太空城中，他將再也不會(huì)落下，反而會(huì)直直地飛向空中，最后在太空城中央轉(zhuǎn)軸處停下來，成為太空城中的太空人。

想想也是很刺激啊……

在距離太空時(shí)代越來越近的今天，可以想見，人類的未來生活中，離心力將扮演關(guān)鍵角色，而對離心力的巧妙運(yùn)用也將帶來很多炫酷體驗(yàn)。

比如臻濃牛奶的離心精萃技術(shù)，通過特殊的離心精萃“白科技”，萃取出牛奶中最精華的物質(zhì)。
離心力提純是現(xiàn)代食品釀造中的不可缺少的重要技術(shù)手段，利用旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的離心力以及物質(zhì)的沉降系數(shù)或浮力密度的差異，使比重不同的物質(zhì)達(dá)到分離，從而達(dá)到濃縮和提純。比如在釀酒時(shí)，離心力可以使酒液和酒粕分離，通過參數(shù)調(diào)控，讓風(fēng)味和新鮮度更好留存。

那么，如果是牛奶呢？臻濃的離心精萃“白科技”可以讓臻濃牛奶比一般的牛奶營養(yǎng)物質(zhì)含量更高，其中蛋白質(zhì)含量達(dá)到3.3g/100ML，奶香更醇厚，口感更濃郁。其核心工藝，就是采用純物理方法進(jìn)行離心萃取，從天然牛乳中精萃珍稀乳脂，再細(xì)化至1微米的細(xì)膩乳脂球，最大化保留牛奶營養(yǎng)的同時(shí)，讓美味升級。

為了展現(xiàn)臻濃離心精萃技術(shù)帶來的濃郁口感和營養(yǎng)價(jià)值，臻濃打造了一支科幻大片，將牛奶的離心萃取比作宇宙中天體的離心運(yùn)動(dòng)——

靜謐的宇宙某處，停泊著一座空間站。

宇宙的另一個(gè)角落，一個(gè)雙行星正在深空中均速旋轉(zhuǎn)。

此時(shí)，人類飛船里傳出通訊語指令：“46萬光年外，首次觀測到離心雙星超新星爆發(fā)跡象?！?

隨后，空間站派出觀測飛船，指令繼續(xù)提示：“距爆發(fā)時(shí)間還有8小時(shí)，請務(wù)必到達(dá)指定觀測空間！”

飛船噴射加速，穿過蟲洞，抵達(dá)了雙星系統(tǒng)，開始進(jìn)行取樣觀測。

浩瀚宇宙間，兩顆恒星旋轉(zhuǎn)繞行，星云纏繞，逐漸牽引靠近，變成了……

趁著2021年世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)，臻濃牛奶上新了自己的白科技-離心精萃技術(shù)，采用純物理方法進(jìn)行離心萃取，從天然牛乳中精萃1微米細(xì)膩精華，最大化保留牛奶營養(yǎng)的同時(shí)，讓口感美味升級！