這怕癢石究竟是不是魯班所造我們已經無從考證,但在老百姓的眼里:
冉瑞生:魯班是仙人,是魯班放的石頭。
所以這怕癢石也就具有了靈性。這么大的兩塊石頭,四、五個小伙子推都推不動,難道,真的像老百姓所傳說的那樣,是人為堆砌而成的?為了弄清楚這怕癢石怕癢之謎,我們特地請來了2位專家,和我們一起去一探究竟。
羅來林,重慶師范大學地質系教授,從事地質探查工作多年,對于地形、地貌、巖石結構頗有研究,在聽說了怕癢石的傳說之后,他非常感興趣。
羅來林:福建http://www.zongyi.com.cn/那一帶原先很多的花崗巖,風化了以后,形成很多球狀的構造,它就懸著到下邊那個基巖上面,風一吹它就可以來回的晃動但是始終都沒超過它平衡點的,石頭平衡點的最大值。
主持人:在沒有見到那塊石頭之前,羅教授猜想是這塊怕癢石會不會是一塊風動石。風動石是一種神奇的自然奇觀,通常由兩塊石頭組成,兩石吻合點僅有數寸見方,每當海風從煙波浩瀚的海面吹來的時候,強勁的風流使風動石微微晃動,令人看了岌岌可危,實際上卻安然無恙。風停息后,風動石也隨之平穩如初。蔚為奇觀的風動石因此得名。那我們這塊怕癢石到底是像村民傳說的那樣,由人為堆砌而成的?還是如羅教授猜測的那樣是由自然風化而形成的風動石呢?
我們都知道,“風動石”在一開始的時候是不能動的,不斷的風化作用使它下面基石支撐面很小,產生不平衡,因此受外力推動之后能夠晃動。而這個風化的過程通常是漫長而久遠的,所以,形成風動石的首要條件是巖石的年代要非常古老。
所以,到了現場之后,羅教授首先查看了怕癢石是由哪一種巖石構成的。
羅來林:這種類型的巖石是屬于沉積巖中間的碳酸鈣巖石,但是這個巖石碳酸鈣巖石形成的時間又不同時間,而這個地方碳酸鈣形成有大約5億年左右。
原來組成這怕癢石的巖石壽命已經有5億年之久,既然怕癢石也有這么長的歷史,那么它會不會像風動石一樣,是受到風化作用,被層層剝離流失,使得它于下面基石的支撐面越來越小?帶著這些疑問,羅教授仔細的觀察兩塊石頭,突然,在兩石之間的連接處,一個奇怪的現象引起了他的注意。
羅來林:有這個龜裂紋上面的是裂開的,這是裂開的,現在的龜裂紋這個面的方向是上面的這塊是向下的。
龜裂紋通常都出現在石頭長期暴露于表面的那一面,經過長年的日曬雨淋,太陽暴曬,失去一些比較細膩的泥沙過后,加上熱脹冷縮的作用,形成的不規則的多邊形。由此他推測出,上面這塊石頭應該是倒了個個。但是,這塊石頭又是怎么倒過來的呢?
羅來林:這個巖石它是硬度比較大,硬度比較大的巖石,它就容易形成什么風化節理。
羅教授所說的風化節理,也就是我們通常說的裂紋。怕癢石上面那塊石頭原先應該是生長在附近的崖壁上,由于這種巖石的硬度比較大,風化過后容易形成裂紋,時間流逝,裂紋越來越大,巖石就從崖壁上掉落下來,碰巧掉在了另一塊石頭的上面,而且在掉落的過程中還翻了個個。
這塊巨石上有一個部位,你只需用一個小手指輕輕撓它,這塊巨石就會如同怕癢一般輕輕晃動。
主持人:看來這怕癢石并不像村民們所說是魯班人為的堆砌上去的,也不是像風動石那樣,風化剝離而成的。而是一塊巖石從山上脫落下來的,并且掉了個個疊加到另一塊石頭上。那么這石頭是由魯班所造而具有靈性的傳說破滅了,那這巖石掉落后疊加在一起又產生了什么特殊效果呢?回到我們剛才的片子里,我們的記者用一個手指去撓這怕癢石,它并不怕癢,紋絲未動,但從小就生活在拗石灣的譚校長在同樣一個位置,用一個手指就讓這四千多斤的石頭動起來了,這又是為什么呢
上面這塊巖石掉落下來之后到底產生了什么神奇的特殊效果?使得一個手指輕點就能讓千斤大石晃動起來?梁一平,重慶師范大學物理系教授,在聽說了怕癢石的傳說之后,他也去到現場,和我們一起查看了這塊神奇的怕癢石。
在他仔細觀察了兩塊石頭的位置,以及它們的受力狀況之后,他告訴我們能讓怕癢石動起來并不是什么神奇的事。
梁一平:這個石頭我們在現場看,通過我們估計它大概有4、5噸重,由于石頭的磨擦力比較大,要想把它推動也不是很容易的,非常困難。
由于怕癢石本身的重力和兩塊石頭之間的摩擦力,人們推不動怕癢石就不足為奇了,但是如此之大的一塊石頭,為什么用一個手指頭就能使其輕輕晃動呢?梁教授告訴我們,兩塊石頭相吻合的那個長條形的接觸面,就是怕癢石的奧秘之處。
我觀察了一下,順著那個方向長一些,橫著這個方向很窄,我們能晃動的方向短的邊能夠晃動這個方向來說它是不穩定,不是不穩定是穩定度很差,但是如果從另外一個方向,從長條的這個方向去晃動它,就非常困難。
由于怕癢石的穩定性不好,所以我們是有可能使其動起來的。
我們回想剛才的一個細節,我們的記者剛才撓怕癢石怕癢的點石頭并沒有動,而在同一個位置,在譚啟國的一個手指輕推的情況下,石頭就能動起來,難道譚啟國練過一指神功?
怕癢石和下面這塊石頭的接觸面是一個長條形,它的力矩也就是重力和重力所產生的力臂都是固定的。我們要想讓怕癢石動起來,所施的力的力矩就要大于石頭重力所產生的力矩,我們都知道力矩等于力臂乘以力的大小,當力臂2越大于力臂1時,手指壓力也就越小于重力,怕癢石怕癢的這個點的力臂非常的長,所以我們用很小的力就能使石頭動起來了。
我們再來仔細看看譚校長是如何推動怕癢石的,他手指施力的方向是一個傾斜的角度,
如果說你雖然用了力,同樣的力,但是你這個角度比較小,跟那個連線力臂那條線比較小,你的力矩也不大,最大的時候應該是跟他垂直的情況下,這個時候是90度。
所以要在90度的時候效果最好。
從剛才的受力分析圖里我們也可以看到,怕癢石怕癢的那個點的力臂并不是最長的,如果我們把施力點往上移動,此時它的力臂就更長,我們只需要施更小的力就能讓石頭動起來了,
可是我們看到怕癢石怕癢的位置正好是人們伸手就能非常方便夠著的,在這個位置人們最好施力,如果我們能夠更高,從更高的地方去更遠的地方去撓它的話,應該說還要容易一些,只不過高度高了以后人就不方便了,人站在地上去推它就不太方便了。
主持人:道具演示:原來怕癢石那個怕癢的點剛巧是使得這塊石頭能動起來最省力的地方,為了更加直觀的理解怕樣石怕癢的原因,我們做了一個怕癢石的縮小模型,我們用一根彈簧來表示咱們施力的大小,當咱們用的力越大,彈簧的彎曲度也越厲害,當咱們用的力越小,彈簧彎曲度就越小。在模型的這個位置,這個位置離重心比較近,推這個石頭,用了很大的力,彈簧絲毫未動,但咱們在怕癢石怕癢的這個點,也就是離重心比較遠的這個點,而且用一個和力臂垂直的角度,咱們用很小的力就可以推動這個石頭。其實這個石頭上還有離重心更遠的點,更容易使得石頭動起來。傳聞中神奇的怕癢石,其實我們用普通的物理力學知識就能解釋這怕癢石的奧秘,這怕癢石不是真的怕癢,而是老百姓們剛好在他們最方便夠著的范圍內,找到了使這塊石頭動起來最省力的角度和最省力的點。自然界中總是會產生很多巧合,讓老百姓們覺得沒辦法解釋,于是就冠以了很多的傳說和神奇性,但我們只要細心觀察一下,多想想,用一些簡單的科學知識就能解釋清楚。
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