第三卷 第1部 愛與友情之科學真相

女主角的真面目

在空想科學的故事中,女主角是不可或缺的。比起那群動輒無視科學,只靠荒唐無稽的力量橫衝直撞的臭男人,這群可愛動人的女性不知為造空想科學世界帶來了多少潤澤的雨露。感謝你們!各位女主角。我一面抱著感恩的心,一面對她們日常的行為以科學的角度做研究,結果卻看見她們出乎意料如同逆天強者般的一面……!

女主角的真面目①

小蓮的盪鞦韆比雲霄飛車還恐怖!

你還記得小蓮玩的盪鞦韆嗎?在卡通《小天使》的片頭中,小蓮一面隨著主題曲的歌聲,一面盪著長~長的鞦韆。

(註:《小天使》(原名《阿爾卑斯的少女海蒂》,港譯《飄零燕》)

從一九七四年一月播映到十二月的電視動畫,也是之後「世界名作劇場」系列的第一作。播映至今已長達三十餘年,人氣仍然不減。不但在東京的秋葉原開設了官方認可的商店「海蒂俱樂部」,神戶的六甲山牧場上選有精品店「海蒂PastureCafe」。雖然很想去看一看,但身為一個四十好幾的大男人,實在沒有勇氣獨自一人進去這種店裡……)

小鳥飛舞歌唱,藍天白雲朵朵,背景是美麗的瑞士阿爾卑斯山……多麼溫暖和諧的光景啊。只不過,有件小事始終令我很在意。

那架鞦韆的繩子,也未免長得太過頭了吧?

時速七十九公里沖沖沖

可惜的是,電視的畫面里並沒有照出整架鞦韆的樣子。不過倒是給了我們一個關於鞦韆長度的提示,那就是鞦韆往返的時間,也就是擺動的周期。

在無視擺線或繩子本身重量的情形下,單擺的擺動周期,取決於從支點到擺錘重心之間的長度,而與擺錘的重量或擺動的振幅都無關。在公園中常常可以看到長約2公尺左右的鞦韆,其擺動周期約為2.8秒。

根據租來的錄影帶畫面,來測定小蓮盪鞦韆的擺動周期。小蓮的鞦韆從盪到最前方空中停止的那一瞬間開始,直到盪到後面停止的那一瞬間為止,大約要花6秒,也就是說整個擺動周期約為12秒。

為了預防萬一,我還把繩子的重量也一併考慮計算進去……咦?擺長為37公尺?這也太長了吧?快跟身高40公尺的超人力霸王有得拼了啊!

(註:繩子的重量

如果單純只從往返周期來算,鞦韆長度是36公尺。但小蓮只是個八歲大(一說為五歲)的小女孩,雖然有點娃娃肥,就算再怎麼重頂多也不過40公斤吧,這一來,就必須把繩子本身的重量對周期的影響也要算進去才行了。因此,我去買了適合做鞦韆的直徑1.6公分的麻繩,量了一下重量,每—公尺約150公克重。把這個也考慮進去的話,鞦韆的長度就變成37公尺了。)

這麼長的鞦韆,當然盪起來的高低落差也大得不得了,而且盪到最低點時的速度也應該會很快。把錄影帶的畫面靜止下來,用量角器量一下擺動的角度,可以發現她盪到最高點時繩子呈70度傾斜。這小丫頭很明顯地盪鞦韆盪得太過頭了!因為高低落差達到25公尺啊!這相當於從八層樓高的地方盪下來到地面上,而且在最貼近地面時,最高速度達到時速79公里【圖1】!

這太可怕了吧,就連東京迪士尼樂園的雲霄飛車「太空山」,最高時速也只有50公里。盪鞦韆還沒有安全帶可綁,只能靠屁股下面那條狹窄的木板和兩手抓住繩子而已。而且還是來回往返,特別是朝後方盪過去的時候,恐怕會嚇到心跳停止。

鞦韆要掛在哪兒?

仔細看卡通里的畫面,在小蓮腳下遙遠的下方,還可以看到教會的鐘塔。看來小蓮是在非常高的空中玩盪鞦韆的。從目測來看,大約是在100公尺左右的高度吧。

在日語版主題曲的歌訶中有這麼一句:「口哨聲為何連遠方都聽得到?」聽起來這是個非常簡單的問題,那是因為你在那麼高的地方吹口哨啊!聲音會朝向全方位呈圓頂狀傳播開來。就如同雲雀或鳶的叫聲一般清晰可聞,因為在毫無障礙物的高空中,聲音極容易傳達到地面上之故。

(註:主題曲

原版日文主題曲的歌詞:

口哨聲為何

連遠方都聽得到?

那朵自云為何

等待著我?

告訴我吧老爺爺,

告訴我吧老爺爺,

告訴我吧,

牧場上的樅樹啊!

一開頭的部分到底在哼些什麼,我到現在都還搞不懂。有機會的話,一定要好好把整首歌唱一回!)

話說回來,在100公尺的高度上進行時速79公里的單擺運動,這也太危險了吧,正常人根本不可能受得了。可是小蓮卻能一面天真爛漫地笑著一面做出這種事,此等精神力真是非比尋常啊。

但是,還有一件事更令人在意。這架大鞦韆是掛在哪裡的啊?還有,小蓮又是如何坐上這架超級大鞦韆的啊?

日語版主題曲中,一開始就有這麼一段歌詞:「告訴我吧,牧場上的樅樹啊……」由此看來,小蓮的生活圈內似乎是有棵著名的大樹。能想得到的裝設鞦韆的地點也只有這兒了。

世界上最高的樹是美國加州的紅杉,樹頂高約l10公尺。不過只有如此高度,還不足以拿來掛小蓮的超級大鞦韆。

(註:紅杉

分為雌雄紅杉兩種,前者直徑可達8公尺,後者直徑可達11公尺。)

既然鞦韆的橫板位在100公尺的高空,上面還有長達37公尺的繩子,所從這棵牧場上的大樅樹還得要在137公尺的高處有長一根夠粗狀的橫枝,才能把鞦韆掛上去。真要有這種樹,就算早已枯死了,也可以輕鬆拿到「世界第一神木」的名號啦!而且保證被列入世界遺產!

(註:世界遺產

由聯合國教科文組織制定,要傳給未來的自然及文化遺產。在日本,屋久島與白神山地被列為自然遺產,法隆寺和廣島的原爆圓頂等被列為文化遺產,到二〇〇八年十月為止共有十四處。)

不過,要坐上這鞦韆,可就麻煩了。「今天天氣真好,去玩盪鞦韆吧!」每當小蓮天真無邪地做出以上決定,接下來她就要先爬上這棵世界遺產級超巨型神木,完成了垂直攀登137公尺的壯舉之後,接下來再爬到橫枝上,然後沿著繩索溜下去到37公尺下方的橫板上坐好,接著全身開始躍動,慢慢地讓鞦韆盪起來,越盪越高,越盪越快,終於達到超過雲霄飛車的超高速……!

阿爾卑斯的少女,每天都是過著像逆天強者一般的日子啊【圖2】。

(註:阿爾卑斯的少女

住在阿爾卑斯山一帶的人,是高加索人(白人)中的一個小族群,被稱為阿爾卑斯人種。特徵是短頭、身高很矮。也就是說,頭蓋骨的寬度超過高度的81%,成人的平均身高不到160公分。竟然還有比日本人矮小的歐洲人,真是令人吃驚。小蓮的圓臉確實是短頭,但不知身高如何?雖然她才八歲,但感覺好像蠻大的。如果去當地看看,說不定會看到一個比我們想像還要強壯得多的少女?)

接下來還更刺激?

那,玩夠了之後呢?該怎麼做?

普通想來,應該只能依循原來的路線倒著回去才能下鞦韆。也就是先要抓住繩子垂直攀登37公尺,爬到樹上之後,再從137公尺高的樹榦上溜下來。這可也相當不容易,萬一盪鞦韆盪得太過頭導致體力消耗殆盡,一個不留神就有可能從上面摔下來。這種玩具還真是有夠危險的。

不過在電視畫面里的小蓮可沒那種鬼空閑慢慢窮耗,她是直接從鞦韆上面向前一跳!然後就這樣直接乘坐在雲朵上飛翔,還朝著地面上的小豆子揮手……

唔,這種情形又該怎麼解釋呢?

從科學的角度來考量,騰雲駕霧也並非不可能做到,只要在雲層內部持續地發生上升氣流,而其風速又和人體下墜的速度相同就行了。舉例來說,高空跳傘時下墜的速度是時速200公里,所以只要下方有相同速度的風吹上來,小蓮就可以停留在空中了。

(註:高空跳傘(Skydiving)

從空中的飛機跳下來,靠近地面時再張開降落傘著陸的一種勇敢的遊戲。在下墜中因為空氣阻力和重力互相抵消,所以會以近乎等速度下墜。下墜速度約時速200至250公里。)

但是,時速200公里的風就是秒速200公尺的風速啊。要產生這種上升氣流,除非是龍捲風。這種狀況下,地上的小豆子和小山羊等等也都該被一起卷上天了才對啊?更何況阿爾卑斯山區竟然會颳起龍捲風,這根本就是破紀錄的氣象異變了啊!

雖然有人會覺得這只是動畫的演出手法罷了,不過既然都走到這一

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