自行車為甚麼能保持平衡？真相沒那麼簡單
自行車爲什麼能保持平衡
而這看似簡單的問題
卻困擾了無數科學家近百年的時間
甚至至今無解
早在18世紀末
法國人西夫拉克發明了世界上最早的自行車
起初它只是一個板凳加兩個輪子
在經過數十年的升級和改造纔有了現在的樣子
那麼你有沒有想過
自行車爲什麼能在高速行駛中保持平衡
這背後到底隱藏了怎樣的科學原理和技術奧祕呢
在過去的一百年間
許多科學家對自行車平衡理論發表過衆多論文
其中影響比較大的一種說法就是車輪的陀螺效應
簡單來說陀螺效應就是旋轉的物體有保持其旋轉方向的關係
而自行車在行駛過程中
兩個旋轉的輪子剛好符合這個要求
所以從物理學中的角動量和力學原理來說
陀螺效應似乎是個完美的解釋
因此近百年來這種觀點一直被大家認可
直到1970年英國人大衛俊斯在一篇論文中提出
當行駛的自行車有一個傾斜角時
自行車由於前輪僞跡效應的緣故
會自動向傾斜的一側產生一個偏轉角
這個偏轉角會在離心力的作用下自動扶正
因此自行車在一定速度下依然行駛得很穩定
但更有意思的是
2011年荷蘭達爾福特大學的研究團隊
用實驗徹底推翻了這兩種理論
他們在自行車的前輪增加了一個輪圈
兩個輪子的轉動方向相反
這完全抵消了陀螺效應
而這輛車的前輪僞跡是一個很小的負值
所以這輛既沒有陀螺效應
也不符合前輪僞跡的自行車
即使在無人操控的情況下
依然能在運動中保持平衡
事實上自行車爲什麼能保持平衡
並沒有一個固定的說法
而自行車的平衡
也跟駕駛者自身的感知和調節有關
在七星時
人體會不斷地感知到自身的位置和動態變化
大腦通過神經系統快速做出反應
調整身體的姿勢和重心位置
使得自行車保持平衡
同時自行車的結構設計
也是保持平衡的關鍵因素