騎著掃把在天上飛
女巫騎著掃把在天上飛。
它適合當交通工具嗎？
女巫騎著掃把在天上飛——
這真的是很有名的傳說。雖然我想沒有人真的看過這種事，但恐怕全世界有幾億、幾十億人都知道這件事，這點保證不會錯。
在電影或電視的世界裡也曾反覆再三地介紹過，不論是《魔法師莎莉》或《魔女宅急便》，都描述了女巫騎著掃把輕鬆飛翔的情景。說起女巫和掃把的組合，已經成為全世界人的常識了。（譯註：日文「魔女」即「女巫」之意。）
（註：《魔女宅急便》
一九八九年上映的動畫電影，導演為宮崎駿。為了成為能獨當一面的女巫而修行的琪琪，住進某個港口城鎮，活用她能騎著掃把飛行的能力，展開她的快遞事業……這故事還真是簡單明了到不行。明知如此，但為何這麼好看？寫這篇稿子時整整看了七遍，而且每當看到她拯救朋友的那一幕，我都會和劇中人物一起拍手喝彩。啥？有那種鬼空把同一部作品一看再看，幹嘛不去寫新書？好啦好啦，正在看第八遍，所以等下再去啦……）
可是用掃把當飛行交通工具……冷靜地想想，這大有問題吧？不管怎麼想都會覺得很難騎吧？
如果是阿拉丁的飛毯，就算躺在上面也能飛。既然能用魔法飛上天，那也可以選擇像超人力霸王一樣。讓自己的身體直接飛起來啊。明知如此，女巫們偏偏就是要騎掃把才能飛。一定要拚命抓緊掃把才不會掉下去，筆者我怎麼看都覺得這樣很辛苦啊。
本文並不討論『掃把為何能飛上天』這個謎題。既然是女巫，就當它們是用魔法的力量產生浮力或反重力好了。
我們要討論的是下一階段的問題。如果真的能用魔法讓掃把飛上天。又會發生什麼事情？
本文將以《魔女宅急便》的琪琪為例，探討一下她們到底會遭遇多少苦難吧。
會上下翻轉喔！
要當女巫的女孩，長到13歲時就要離家自立。然後一定要在另一個城鎮修行一整年，才能當上真正的女巫。《魔女宅急便》中介紹了女巫的這種規定。看來還真是既殘酷又嚴厲的世界啊。
13歲的女主角琪琪在一個滿月的夜晚，就在親朋好友及附近鄰居的祝賀之下，騎著掃把踏上旅途了。可是琪琪的飛行技術看來實在不怎麼高明，只能拚命地抓緊掃把，連騰出一隻手去打開收音機開關的空閑都沒有。被風一刮就差點從掃把上摔下來的狀況也所在多有。光是看她飛行都令人提心弔膽，如此飛下去可能會多災多難，前途無亮。
由此我們可知，只有掃把本身擁有浮在空中的力量。如果琪琪只要騎著掃把，身體就會有浮在空中的力量，那她本人應該是不會從上面掉下來的。所以恐怕女巫們是用魔法賦予掃把本身飛上天的力量吧。
（註：浮在空中的力量
要能騎著掃把在天上飛，不只需要能對抗地球重力的浮力。還要有前進的推進力。當然。要停下來時的煞車也是不可或缺的。本節中只是單純地考慮浮力。）
再者，琪琪搭乘飛天掃把時，姿勢和我們騎坐在單杠上一樣的。但是實際上試一試就會明白，這可是相當困難的喔！
在單杠的情形下，只要用手緊緊抓牢，再用腳夾住單杠，就可以維持這種姿勢不動。但之所以能夠這樣，是因為兩邊各有一根柱子固定住單杠。
然而浮在空中的掃把，可沒有東西來固定它喔。所以人類要是騎坐在上面的話，就會怎麼樣呢？因為人體的重心是位在胯股間上面一點的位置，所以就會和整隻掃把一起上下翻轉過來！就算你抓得再緊都一樣，掃把本身還是會轉動，讓你變成上下顛倒的姿勢【圖1】！
從科學的觀點來說，這種上下顛倒的姿勢倒也不壞。因為重心位於支持點下方，所以很安定。不過要是這樣的話，琪琪一騎上掃把就得翻過來倒吊著，而且直到下來之前都很難再翻上去，所以就只能一直倒吊著飛到底啦。
（註：重心位於支持點下方
直升機是把機體吊在旋翼附著部位的下方。在此情形下。因為重心位在浮力作用點之下，所以很安定。要是把把旋翼裝在機體的下方，這種直升機就會很容易倒翻過來。）
但琪琪的工作可是快遞（宅急便）耶，這樣倒吊著把貨物送來，保證客戶嚇個半死啊！從天上飛下來一位上下顛倒的少女，而且還因為長期腦部充血，所以紅光滿面，宛若關公再世！嗚啊！
科學上安全的乘坐方式
每回出去送個快遞就得上下相反倒吊著飛行，恐怕顧客都被嚇跑而沒有生意上門了。這可不妙，得想個不會翻過來的飛行方法才行。
話說回來，身體的重心位於掃把上方，這也是個問題。雖然要避免上下顛倒的飛行，但為了飛行安全著想，還是要儘可能地讓琪琪把身體的重心放在掃把下方才行。
為此，只要把全身各部分盡量地放在掃把下方的位置就行了。例如說，上半身整個趴在掃把上，然後手腳都保持無力下垂的姿勢掛在掃把下方，用這種姿勢來飛行如何呢？就力學上來說這可是非常安定的姿勢喔。
什麼？這種懶散無力的姿勢不符合我們琪琪活潑勤快的形象？好吧，既然如此還有個方法，就是在掃把的握柄上掛根繩子，下面吊個大籠子，琪琪就坐在籠子里飛就行了。不但很安全，坐起來也很輕鬆。只不過，這樣子看起來很像關在籠里的猴子……
筆者我最推薦的，就是應用蹺蹺人玩偶的方法。蹺蹺人之所以能安定站立，是因為它有兩個重鎚附在雙臂上，向兩邊斜下方伸展出去，所以全身的重心是位在支點的正下方。所以就效法它，讓琪琪挑根扁擔，兩邊各自吊個水桶，用這水桶來運送快遞的貨物如何？如果水桶是用根棒子固定在扁擔下面，這安定度可是出奇的高啊【圖2】！
（註：斜下方
馬戲團里走鋼索的人手拿的平衡桿是一根直棍，兩端沒有重鎚，也沒有朝斜下方伸出，所以並沒有蹺蹺人那麼安定。但是因為有平衡桿，可以把身體傾斜的速度減低。當身體傾斜時把握著的平衡桿朝反方向伸出去，就可以恢複安定。雖然無法確認，但走鋼索的人不是經常這樣做嗎，所以我想應該是如此吧。）
啥？像個在田裡挑大糞澆水肥的？嗯，這模樣看起來還真是像到不行咧……
哪一邊朝上？
為了珍惜積年累月下來所樹立的形象，我們還是試著想想如何保持「騎著掃把飛」的模樣吧。在對掃把施展魔法時，為了不讓它上下翻轉，琪琪該怎樣才好？
就筆者我來說，最推薦的方式，就是將掃把區分出上面和下面。也就是在施展魔法時，要讓掃把在水平橫放時一定會呈某一面朝向上方的方式浮起來。而且最好是讓它擁有「即使有點傾斜，也會自動恢複成該面朝向上方」的力量。
（註：將掃把區分出上面和下面
如果浮力是順著掃把上下面的方向作用，就非常方便了。例如，只要用體重向右靠讓掃把歪斜，浮力就會朝向右斜上方，這一來會產生向右的力道，掃把就會右轉。也就是說能像騎機車或腳踏車一樣，靠著體重的移動自由地運轉方向。各位住在英國的魔術師。希望你們也重視一下上下面的重要性吧。）
這樣的話，就和單杠固定在兩邊的柱子上的狀況很接近了。因為掃把本身絕對不會上下翻轉，所以只要死命抓著它，就可以不用上下顛倒地飛行啦！
但是，當要起飛的時候，能夠簡單地看出掃把的「上面」和「下面」嗎？萬一搞錯了顛倒地騎上去，那可就糟了啊。一騎上去說「飛！」的一瞬間，掃把就會當場立刻上下翻轉！而緊抓著掃把騎在上面的琪琪也會和掃把一起翻轉180度，腦袋瓜狠狠撞在地面上【圖3】！為了避免發生如此悲劇，一定要在掃把上面寫上大大的「此面朝上」，提醒自己絕對不要騎錯面。
順便一提，根據路透社新聞報導，那部以魔法學校為舞台的電影《哈利波特•神秘的魔法石》，被一位住在英國的魔術師抗議說：「哈利騎掃把的方式是錯的！」哈利是以掃把的握柄向前方、掃帚向後方的方式來騎的，但據說正確的騎掃把方式卻剛好相反。
（註：《哈利波特》
為了研究騎掃把的方式，我還看了這部電影。魔法學校的老師說站在掃把的左邊然後喊一聲「飛！」就好，看起來教得還蠻仔細的。可是，接下來她就點名一個學生說「飛給我看」，這也太突然了吧？我還期待老師會自己先騎上掃把然後說「就這樣前進」、「要下來時就要這樣」等等地示範說明……結果，學生的掃把到處亂飛，不但撞到校舍，還受了手臂骨折的重傷。簡直就像上體育課時老師什麼說明都沒講就強迫學生做後空翻，然後導致學生受傷一樣。這