周末特刊:由压强引发的思考
在我上小学的时候(上世纪70年代),虽然已经有了转笔刀这样便捷的工具,但很多学生依然喜欢用小刀来削铅笔,一来是因为转笔刀削掉了太多珍贵的笔芯,而且尖锐的笔尖也不耐用,二来是因为削铅笔的过程充满乐趣,可以创造出一个完美的坡度,让书写变得很享受。我就曾经拿父亲刮胡子用的安全刀片削过铅笔,这是我能找到的最锋利的刀具了,很省力,但是却让我的手指备受伤害,很多次手被割破,伤害我的并不是刀刃,而是刀片的内沿。
之所以会想起这段陈年的旧事,是因为上周阅读了一篇小学生的科技论文习作,讨论落下的雨滴是否会伤人,结论当然是不会伤人,因为雨滴的下落速度会因空气的阻力而到达一个上限,而且液体无法保持它的形状,在与人体接触的瞬间,冲击力被迅速地分散开。不过这个话题引发了我的另一个思考,关于自然之物与人造之物,以及它们对于人类的伤害。
人类作为自然的造物,已经在这个星球上存活了很久,很长时间里,人类依赖自然的造物来生存。随着科学技术的进步,越来越多的人造之物来到了我们的生活中,距离我们如此之近,而且我们须臾离不开它们,如电灯、电话、电脑,微波炉,等等。不过,我们是否已经意识到,这其中充满了伤害。
提到“安全刀片”,我们会联想到“锋利”,我们会对它心存芥蒂,会选择远离它。之所以它会伤到手指,是因为它“锋利”,从物理的角度来思考,就是它与人体的接触面积太小了,以至于很小的力就可以产生很大的压强,因此能够轻而易举地突破我们上皮组织的防线,进入到“体内”,造成伤害。所以“压强”是造成伤害的非常关键的因素。
我尝试着把压强的思路扩展到其他的物理量,例如光的强度或亮度。有没有“锋利”的光呢?
随着年龄的增长,人对外界的伤害会变得敏感。我的母亲在世时,不喜欢现在流行的冷光源,她描述这种光使用了一个“贼”字!当我到了50岁时,也开始对光源有了分辨能力。自然光下,即便是阴天,也可以读书,眼睛也不会感到吃力,但是晚上,在电灯下读书,感觉就不同,那些原本清晰完整的文字,像是被什么东西刮去了边界,或被谁盗走了它的精华,让我不忍再读下去。难道冷光源真的是“盗贼”,在不知不觉中,盗走了什么东西?
我试着用压强的思路来理解冷光源。自然光是完整的光源,其中包含了各种可能存在的频率,即,所谓“广谱”的。我们的眼睛接收到各个频率的光,每种频率光的亮度合在一起构成了总的亮度,平均到每个单一频率的光,它的亮度并不是很大。但是冷光源就不是这样,它的频率集中在几个相对狭窄的范围内,为了达到同样的总体亮度,其中每种频率光的亮度必须要足够的大,或者说必须要大于自然光中同样频率光的亮度,只有这样,才能在总体亮度上与自然光相当。我想追究的是,这样的光源会对我们的眼睛产生什么样的影响呢?我们视网膜上的某一部分感光细胞,会不会因此而加速老化呢?
我把这个问题提给了Roadlabs,他说你做个实验,但是我没有合适的实验设备,短时间内也不可能拥有这样的设备,那怎么办呢?我只能作思想实验,用压强的思路来分析光的强度。从网上搜到了两张图片,我想它们能给我们一些启示。至于窄频的强光对视网膜的伤害,我会继续思考并寻找答案。
我想说的是,对于人造之物,我们要心存芥蒂,多一些怀疑,少一些伤害。