爱因斯坦错在哪里呢？在1917年，阿尔伯特·爱因斯坦解释了空间和时间之间的关系。但是那一年，他设计了一个有缺陷的飞机机翼。他的尝试是基于一个不完整的飞行理论。事实上，至今仍然流传着关于此的不足和错误的解释。那么，爱因斯坦错在哪儿呢？飞机是怎么飞的呢？虽然我们并不总是这么想，但空气是一种流体介质。它只是比水这样的液体稀薄。比空气轻的物体在空气中会漂浮，而比空气重的物体则需要上升的力量来保持飞行。对于飞机来说，这个力量很大部分是由机翼产生的。其*特中**别普遍的错误对升力的解释是更长的路径或等时间运行解释。它声称在弯曲的机翼上方运行的空气分子比那些在下方运行的空气分子覆盖了更长的距离。为了让处于上方的空气分子能够与分离并下降的空气分子同时到达机翼的后缘，上方的空气必须运动得比下方的空气更快，从而产生了一个压力较低的区域，推起了飞机。但这个解释已经被彻底驳斥了。机翼上下方流动的空气分子并不需要再相遇。事实上，上方的空气流动速度比下方的空气流动速度要快得多。让我们模拟一个正在运动的飞机机翼，来感受一下升力是如何产生的。在机翼向前运动的过程中，机翼影响到周围空气的运动。当空气与机翼的表面相遇时，会有一层薄薄的空气附着在机翼上。这层空气将周围的空气一起带动。空气分为向上和向下两个路径，沿着机翼的轮廓线运动。当上方的空气绕过机翼前端时，会经历离心加速，就像你在急转弯的车里感受到的力量一样。上方的空气因此比下方的空气速度更快。这种加速的速度与机翼上方的压力降低相结合，会将更多的空气拉过机翼的上表面。与此同时，流过机翼下表面的空气则在方向和速度上变化较小。因此，机翼下表面的压力较高，而上方表面的压力较低。这种压力差造成了向上的升力。飞机行驶得越快，压力差越大，升力也就越大。一旦它克服了重力向下的力量，飞机就会起飞。空气在弯曲机翼周围流动得很平滑，但机翼的弯曲并不是升力的原因。事实上，只要空气能够绕过机翼弯曲并产生压力差，即使是一个向上倾斜的平面机翼也能够产生升力。与此同时，机翼过于弯曲或倾斜的话可能会带来灾难。上方的气流可能会脱离机翼并变得湍流。这可能就是爱因斯坦设计的机翼被戏称为“猫背”的原因。他增加了机翼的弯曲，认为这样会产生更多升力，但一位试飞员报告说，飞机飞行时摇摇晃晃，就像一只怀孕的鸭子。我们的解释仍然是对这个复杂过程的简化描述。其他因素，比如飞行器表面几米外的空气被扫起，然后下降，以及机翼尖端形成的气旋，都会影响升力。虽然专家们一致认为压力差产生了升力，但他们对于如何产生升力的解释可能会有所不同。有些人可能会强调空气在机翼表面的行为，而另一些人可能会强调空气偏转向下所产生的向上力量。然而，对于数学来说是没有争议的。工程师们使用一组称为纳维-斯托克斯方程的公式来精确地模拟空气在机翼周围的流动，并详细说明升力是如何产生的。在爱因斯坦涉足航空领域一个多世纪之后，升力依然是一个令人难以理解的概念。但是当一切似乎要一落千丈时，请记住，这只是流体运动物理的规律。这篇文章由万豪酒店赞助。万豪酒店拥有全球超过590家酒店和度假村，庆祝推动我们旅行的好奇心。了解一下Ted Ed和万豪合作的一些令人兴奋的方式，并在万豪酒店预订您的下一次旅行吧。
