尖沙咀东部的玻璃幕墙建筑里,人群在地下力学厅排起长队。
红色车架的自行车静静停在特殊轨道上,四个棱角分明的方形轮子在灯光下格外醒目。
排队的游客大多带着疑惑的表情,有人拿出手机提前拍摄,有人小声讨论这种违背常识的设计。
坐上车座握住车把的瞬间,手心会不自觉出汗,轻轻蹬动脚踏,预想中的剧烈颠簸完全没有出现。
车身平稳得像在普通路面行驶,甚至比很多共享单车还要顺滑,车轮与轨道接触的地方发出轻微的摩擦声,方形的边缘沿着起伏的曲面缓缓滚动。
低头观察车轮的运动轨迹,会发现每个角都精准地卡在轨道的凹陷处,轨道由一段段连续的拱形组成,每一段的弧度都经过精确计算。
这种看似随意的曲线,其实是数学界研究了数百年的悬链线。
悬链线的名字来源于自然悬挂的链条,两端固定的铁链在重力作用下形成的曲线,就是标准的悬链线。
将这条曲线倒过来,就成了方轮车行驶的轨道,当方形轮子的边长恰好等于单个倒悬链线的弧长时,车轮中心的高度会始终保持不变。
1691 年,莱布尼茨、惠更斯和约翰・伯努利三位科学巨匠同时推导出悬链线的数学表达式。
这场跨越三个世纪的科学探索,最终以这样一种有趣的方式呈现在普通观众面前,香港科学馆用最直观的互动体验,让抽象的数学公式变成了可触摸的现实。
很多人骑完车后会驻足在原理说明牌前,重新审视这条看似简单的曲线。
生活中随处可见的悬索桥、高压电线,甚至蜘蛛网的水珠排列,都遵循着同样的数学规律。
诺奖级的科学从来都不是遥不可及的天书,它就藏在我们身边的每一个细节里。
