10月18日，享譽(yù)世界的著名物理學(xué)家楊振寧先生逝世，各界紛紛表達(dá)哀悼和懷念。
《中國(guó)三峽》雜志刊發(fā)時(shí)任三峽集團(tuán)黨組副書(shū)記、副總經(jīng)理的林初學(xué)的一篇文章，深情回憶了楊振寧先生考察三峽的情景，往事歷歷，令人動(dòng)容。尤其是，楊先生關(guān)于“三峽纖夫拉纖時(shí)纖繩為什么不是系在船頭”的追問(wèn)和思考，讓人印象深刻。
楊振寧院士在三峽大壩壩頂。劉華攝
據(jù)林初學(xué)回憶，楊振寧先生在家人的陪伴下，于2018年4月25日至27日赴三峽考察，是第一位到訪三峽工程的華人諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。在了解到三峽一帶過(guò)去靠人力拉纖，葛洲壩、三峽成庫(kù)后峽江航道條件得到極大改善時(shí)，楊先生突然提出問(wèn)題：“行船拉纖時(shí)纖繩為什么不是系在船頭呢？”
原來(lái)，楊振寧先生小時(shí)候隨家人從安徽家鄉(xiāng)出來(lái)，看見(jiàn)過(guò)江南水路交通的情形。纖夫們拉著船前行的場(chǎng)景給他留下很深的印象。在他記憶里，“纖夫拉著的纖繩好像是系在桅桿之上的”。楊先生說(shuō)，他這些年腦海里留下的問(wèn)題一直未解：“纖繩為什么不是系在船頭呢？”
因?yàn)闆](méi)做過(guò)觀察和研究，對(duì)這個(gè)問(wèn)題，在場(chǎng)的人一時(shí)難以回答。因?yàn)槟甏眠h(yuǎn)，甚至，很多此前見(jiàn)慣了拉纖的當(dāng)?shù)厝艘膊惶浀美w時(shí)，纖繩到底是系在何處。
隨后的考察途中，林初學(xué)在石牌保衛(wèi)戰(zhàn)遺址附近的紀(jì)念館里，注意到一張舊時(shí)三峽行船的老照片，畫(huà)面是峽江里一只單桅桿的帆船，纖繩系挽的位置看得比較清楚，確實(shí)不是系在船頭，而是系在桅桿上。照片由美國(guó)《生活》雜志攝影師拍攝。
林初學(xué)用手機(jī)拍下照片，給楊振寧先生看了照片。照片雖印證了楊先生“纖繩未系船頭”的兒時(shí)記憶，回答了知其然的問(wèn)題，但要知其所以然，也只提供了線索。于是，在楊振寧先生見(jiàn)證下，大家在船上展開(kāi)了一場(chǎng)認(rèn)真的討論。
1946年美國(guó)生活雜志攝影師拍攝的三峽木帆船
林初學(xué)回憶，當(dāng)時(shí)大家依照直觀判斷，加上回憶中學(xué)物理講授的力學(xué)知識(shí)予以應(yīng)用，不長(zhǎng)時(shí)間就有了基本的解答。
最直觀的道理是，纖繩若簡(jiǎn)單系于船頭，位置太低，很容易被河邊的巖石或障礙物別住，時(shí)不時(shí)需要揀挽（即由拖后的一位纖夫去把纖繩抬起來(lái)越過(guò)障礙）。從受力的角度，帆船靠風(fēng)帆鼓起，以風(fēng)為動(dòng)力通過(guò)桅桿傳至船體推動(dòng)船行，而無(wú)風(fēng)或風(fēng)力不足時(shí)靠纖夫人力牽引，纖繩的著力點(diǎn)也應(yīng)與鼓帆時(shí)的著力點(diǎn)基本一致，所以纖繩系于桅桿而不是船頭。
查了地方水運(yùn)資料里面關(guān)于拉纖的描述后，林初學(xué)進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，纖繩的高低還可以通過(guò)裝在桅桿頂部的滑輪調(diào)節(jié)，能提升起來(lái)避讓較高的障礙物。進(jìn)一步細(xì)致考察發(fā)現(xiàn)，纖繩實(shí)際上是以一個(gè)三角形與桅桿連接的，三角形一個(gè)頂點(diǎn)在纖繩上，兩個(gè)頂點(diǎn)分別在桅桿上部和下部，邊長(zhǎng)可以調(diào)節(jié)、形狀可以變化。這樣，不管纖夫是沿接近江面的纖道上平拉，還是在高出江面的坡道上斜拉，通過(guò)三角形的形狀變化，可以保持纖繩傳遞的水平分力最大，而垂直分力均被船自生重量抵消，不產(chǎn)生于船正常前進(jìn)不利的轉(zhuǎn)矩。
另外，如果纖繩系在船頭，當(dāng)遇曲折岸線時(shí)，纖夫在纖道上拉行的方向與船行方向形成較大夾角時(shí)，由于著力點(diǎn)不在船的重心附近，拉纖產(chǎn)生的側(cè)向分力會(huì)形成力矩使船頭偏轉(zhuǎn)，而需要舵工大力搬舵去抵消轉(zhuǎn)向的力矩。相反，纖繩系于桅桿，桅桿位置靠近船的重心，就不會(huì)產(chǎn)生使船頭偏轉(zhuǎn)的力矩。
事后，林初學(xué)不禁感嘆：纖夫拉纖是造訪三峽者常問(wèn)及的事，由纖夫問(wèn)及纖繩系法，引出一場(chǎng)力學(xué)的討論，楊先生是第一人。
此事發(fā)生在七年前，那一年，楊先生96歲。
（本文史實(shí)源于林初學(xué)刊發(fā)于2018年第6期《中國(guó)三峽》雜志上的文章《穿越時(shí)空的“纖繩之問(wèn)”——陪同楊振寧院士考察三峽逸事》，本篇報(bào)道已獲相關(guān)方授權(quán)。）
本文鏈接：考察三峽時(shí)，楊振寧拋出一個(gè)縈繞他80年的力學(xué)問(wèn)題http://m.sq15.cn/show-11-27399-0.html
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