把木板叠起来,在不倒塌的情况下,能够延伸多远?
小时候玩积木,或许也有不少人想过这个问题,但最终却没有做到。那么今天,就介绍一个能够让木板无限伸长却不用担心倒塌的方法,让木板看起来飘浮在空气中,里拉斜塔。
里拉斜塔的做法很简单,就是在桌子边缘放上一块木板,随后在这块木板上继续叠加木板,理论上来说可以无限叠加。
里拉斜塔
当然,叠放的方法并不是随便摆摆就可以,而是这样的:第一块木板的重心,要放在桌面的边缘线之内,原理很简单,就是当一个物体的重力,和它所承受的支撑力相等时,它会呈现出一种平衡状态。
第一块木板稳定下来之后,就要考虑第二块木板的摆放。如果还是考虑将第二块木板的重心位置,放在第一块木板的边缘线内,那么你很可能会失败。而正确的做法是,把两根木板看做一个整体,那么这个整体的重心,就在第一块木板向右移3/4处。
悬浮的木板
接下来,每往上放置一块木板,都重复以上步骤,你会发现,每放一块木板,最上层的木板都可以向外多出一截,假设你放了n块木板,那么最终木板突出的长度应该是 (1 1/2 1/3 ……1/n)再乘以木板的1/2长度,算下来,最上层的木板完全可以“悬浮”在空气中,因为它已经完全超出了桌面本身。
而且由于n是一个分母,所以理论上来说,无论n有多大,这个摆放方法都不会翻车,更不会导致整个叠起来的木板轰然倒塌。
那这个里拉斜塔的设计,有什么意义?莫非就是为了好玩?
里拉斜塔
其实里拉斜塔这个概念最初的出现,还真的就是为了好玩。1955年,美国的《物理期刊》杂志上,就出现了这个知识,而当时知识为了简单解释在桌子边缘叠放书本的玩法。到了1964年,一个世界著名的科普作家马丁·加德纳,也对这个问题很感兴趣,从而扩大了讨论范围。
当然,里拉斜塔的理论,后来也确实被应用到了现实中,这就是意大利的比萨斜塔。
比萨斜塔
比萨斜塔在最初修建时,塔基底部就是由各种软质的沉淀物和黏土组合而成的,更糟糕的是,在大约一米的深处,还有地下水层,这重重因素叠加起来,导致比萨斜塔的塔身不断倾斜,在建造过程中人们曾一度停工,170年后设计师们才重新建造。
在第二次建造的过程中,为了防止比萨斜塔彻底倾斜,设计师们就采用了转移重心的设计方法,而这种设计方法就与里拉斜塔原理类似。
木板无限堆叠,只要采用了正确的方法,无限延伸也很难倒塌。但是,这只是一个理论上的想法。
比萨斜塔
研究表明,想让一块木板超出桌面简单,保持它不倒塌也很简单;但是想让一块木板继续叠加直至能超出桌面两倍,还是有点难的,毕竟目前还没有人主动堆叠这么多的木块,而且在里拉斜塔原理下堆叠的木块,并不是一个绝对稳定的结构,稍有外力就可能被破坏。
随着堆叠的木块数量增多,在堆叠过程中,让下一块木板比上一块木板突出的长度要控制得相当精确,基本要少于1毫米。假设要让外伸的长度是原来木板的5倍,那么就需要227块木块,如果木板的长度是100mm,那么这时候的精度就已经很逆天了,想靠人类的肉眼来操作,远比想象中的操作更加复杂。
比萨斜塔
但在现实生活中不能实现“无限延伸”这个设计,并不能说明里拉斜塔的理论是错误的, 因为实际操作的过程中,误差是不断累积的,人在操作任何事件的时候,都可能产生误差,但这与客观规律没什么关系,而人类需要追求的,就是如何减少这些误差,使之更加接近理想状态。
比萨斜塔,是里拉斜塔理论的第一次正式应用,或许在不久的将来,里拉斜塔将成为更多层面的指导理论,这样,我们能够看到更多的创意建筑和设计。
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