「生活科學化、科學生活化」(下)

(2003/03/06 AM10:05 播出)

來賓/田 園 老師(中華少年成長文教基金會資深自然科教師)

主持人/賴素燕(小燕子)           

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我們接著上次對於「生活科學」的話題。

今天我們再舉幾個在生活中到底還可以發現到什麼樣的科學趣味。 以我們所居住的北半球來講,各位是否有想過──似乎很少人在冬天裡放風箏,而多是在「春」暖花開或是「秋」高氣爽的季節裡去放風箏,但事實上每個季節都有風,為什麼會有這種差別呢?在看氣象報告中的衛星雲圖時,大家有沒有注意過,北半球的颱風是順時針還是逆時針轉呢?每一個颱風都一樣嗎?當你把洗臉盆的塞子拔開,你注意過在我們北半球,水會呈逆時針旋轉地開始往下漏嗎? 

我們居住的地球分分秘秘都在不斷地由西向東自轉,如此的自轉運動會帶動大氣層產生慣性運動,並進而影響到地面上的氣候與氣象。 當我們站在北極由上往下看時,地球是逆時針自轉;由赤道向著高緯度地區漸進直到北極點,圓周是愈來愈小,意思是說,當地球在轉動時,在同樣的時間內,赤道地區轉了最長的距離(所以,轉速較快),極區則最短(轉速最慢);如此的差別造成了大氣的偏轉運動,因此在北半球無論是水或大氣等流體在行進間都會向右偏

轉(如上圖),所以當水或颱風氣流(低氣壓)由外向內流時,就會形成逆時針的漩渦。

 我們再舉另外一個例子。

大家有沒有注意到,無論在那一洲、那個國家,只要是制式的正式比賽,賽跑選手或溜冰選手都是以「逆時針」方向繞著比賽場地前進?為什麼呢?幾乎大家都自然而然地這樣做,但都沒有人注意到這個問題!這是有人體生理基礎的喔!人的胸腔內具有心臟和肺臟,心臟偏在左邊,而右肺有三葉、左肺只有二葉,再加上心臟內裝得是比重較大的血液,而肺葉裡是較輕的空氣,所以,胸腔的重心是略偏向左的!在繞操場或騎單車轉彎時,人體需要的是向心力,因此向著左邊轉會比向著右邊轉提供較好的向心力,才會有這種逆時針跑的自然現象!!如果我們順時針跑,可能會比較疲勞,因為兩腳的傾斜角不同。 

科學其實是很生活化的,如果我們都把科學融合在生活中,就會自然而然的產生出「哲學」的思惟;很多人覺得「哲學」是很高深的東西,其實哲學就是我們在生活中所投入的自然思考,如果我們將科學與生活結合,會成為一種「生活的慣性」,而這種慣性就是一種「邏輯」,而生活中如果沒有邏輯是不可能成就科學的,可見科學是不能離開生活的。

 當我們聽到物理學上的「公式」時,常常覺得很難、「頭痛」、恐懼、壓力很大、排斥。但是如果我們將它融入生活事件中,和孩子共同討論的話,結果可能就會非常不同。 例如:前陣子華航747在42000英呎的高空解體落海的事件,家長在驚痛之餘,能否和孩子討論事件發生時的高度是幾公尺、機外的氣壓有多低、攝氏幾度、從解體到墜海需幾秒??在如此的高空中,機外的溫度通常只有攝氏零下二、三十度,而且氣壓非常地低;所以,當我們感同身受地來探討當時瞬間發生在罹難者身上的狀況時,可能會發現,飛機一解體時,人體被拋出空中可能瞬間就被冰凍了,而且胸腔內的氣壓可能使得肋骨腔漲裂!

 上海的磁浮列車通車了,我們能否和孩子討論什麼是磁浮?為什麼磁浮可以這麼快?哥倫比亞號太空梭返航地球時解體了,速度是超音速的幾倍?外表摩擦的溫度是攝氏幾度?阿里山小火車出意外,氣動剎車對列車有什麼樣的影響?車禍急救現場的小插曲中,救難直昇機的槳葉是如何運作的?

電影「黑鷹計劃」中,有幾個場景是描述軍人攻擊直昇機尾部的小槳葉,打中後,直昇機其它的部位雖然毫髮無傷,但卻會在原地打轉,沒有辦法運作,為什麼呢?直昇機的上方有個大槳葉,呈水平旋轉;而尾部則有個較小的槳葉,呈垂直旋轉。當大槳葉旋轉時,由於內力平衡的原理,座艙也會朝著另一個方向旋轉,那乘坐的人豈不頭昏眼花!所以,尾部同步旋轉的小槳葉,能夠提供一個抵抗的力量,以穩定座艙。 

我們希望大家無論在看書、閱報、看電影,或從事生活中的其他活動時,可以丟掉太「理所當然」的態度,用更有趣味的科學思惟去探索,科學功力就會快速地累積!