飛毯

飞毯

应用数学术语
在以前,飞毯也许只存在于幻想世界中,但现在,哈佛大学的科学家已经造出了真正的飞毯。届时,乘坐地毯飞行不需要面对一大堆仪表、离合器和刹车,也不用依靠螺旋桨、涡轮机等引擎,它的引擎就是空气,控制方向的是自身重心的位移,这更像是玩一次“体感游戏”,另外,地毯可以在空中鸟瞰,这还省下了安装GPS认路的钱——不过要给人类乘坐,还得有一段时间。
    中文名:飞毯 外文名:The carpet 适用领域:应用数学 所属学科: 拼音:fēi tǎn

背景资料

在人们幻想世界中,飞毯通常是一个厚厚的毯子,一般是中东地区制造的。它相对于飞天扫帚,优势在于它可以乘坐多人,而且舒适程度显然比骑扫帚高。

不过,飞毯已经从幻想世界里飞出来,降落在了现实世界。在哈佛大学的应用数学实验室中,印度裔的教授拉克斯铭亚南·马哈德温(Lakshminarayanan Mahadevan)利用流体力学、伸缩算法等科学原理,让飞毯上演了其在现实世界中的“处女秀”。

当飞毯被真正应用到生活当中时,那时的人们便可在周末坐在客厅的沙发上,双脚踩着一条绛紫色漩涡花纹编织地毯在客厅看电视剧;广告的空挡,蹬上地毯去厨房拿瓶啤酒;电视剧结束,蹬上地毯出门透口气。你只需要站在地毯上,弯曲双膝,靠身体的倾斜控制飞行的方向。而飞行的距离、高度、乘客的体重、飞毯前进时振动的幅度都事前计算好了,不用担心司机是刚拿到本儿的新手,不用担心耗油,不用担心超速和堵车,也不用担心没有停车位,唯一要担心的就是自己的衣服和地毯的颜色是否搭配。

产品研发

用什么材料制作飞毯的“引擎”,这着实费了马哈德温教授和他的伙伴们一番功夫,谁都知道轻薄柔软对于飞毯的重要性,但使用阿拉伯民间故事中的绿色丝绸显然不太现实。马哈德温教授尝试了高分子聚合物、金属薄片,然而,弹性和摩擦力的实验失败了。另一个团队利用大鼠的肌肉细胞作为动力,仍没有成功。飞毯的材料既要随着电信号波动,还要有柔软的韧性,能抵抗振动时产生的摩擦力。基于这个要求,马哈德温教授决定试试复合材料:一种涂上金属衬箔的轻薄纤维织物,被称为“智能聚合物”,可以随着电信号产生起伏波动——这的确起效了。

4厘米长,0.1毫米厚的毯子漂浮在空中,每秒震动大约10次,振幅大约为0.25毫米。根据复合材料制成的“飞毯”的质量、空气的密度、乘客的重量、飞行的距离,马哈德温教授计算出“飞毯”首飞的参数,输入地毯中,让试飞的地毯就像一张实时接收信号的智能薄膜。然而,首张飞毯只有纸币大小,而首位“阿拉丁”却是一只蚂蚁。

相关传说

有关飞毯的最早的故事出现在所罗门王的时代。所罗门王是大卫和拔示巴的儿子,所罗门王被认为是传统以色列最为伟大的国王。根据《旧约》国王篇,他既是一位富有经验的政治家同时也是一位残暴凶猛的武士。他打退了埃及的敌人并一直从那里打到了伊拉克的幼发拉底河。作为一个非常少见的聪明、正直的国王,他很喜欢美丽的东西,他写下了动人的诗篇,还建造了叹为观止的宫殿与寺庙。

所罗门王的功勋是如此辉煌以至于在他死后,很多犹太作家和伊斯兰作家都相信他是一个非常杰出的魔法师。在伊利兰教的《古兰经》中,宣称所罗门可以“说鸟的语言”,能够指挥天使和魔鬼,而且他“拥有所有的好品质”。后来,阿拉伯作家更进一步给予了这名以色列国王“魔力之王”的称号。说他可以控制风,骑在一条神奇的飞毯上可以到世界上的任何地方。

关于所罗门如何骑乘飞毯,故事不同版本也不同。但绝大多数作家都同意飞毯是用上好的绿色丝绸做的,而且非常非常大,大约有60英里宽。根据19世纪的探险家和学者理查德。伯顿的说法:“飞毯的长度和宽度足够所罗门国王的所有的客人都站在上面,人站在国王的左边,神灵站在右边”。飞毯也可以很轻易地容纳所罗门王的全部军队。“风也听从国王的指挥,让飞毯飘离了地面。飞毯上空还飞着一群鸟,帮助客人阻挡阳光”。

显然,所罗门神奇的飞毯后来成为很多阿拉伯民间故事中提到的飞毯的灵感来源。例如在《天方夜谭》“阿赫默德王子和神仙帕瑞般多”的故事中,就有飞毯出现。一位名叫哈桑的年轻王子不小心被一条神奇的毯子绊倒,这块毯子能够把主人带到世界上任何他想去的地方。有了这块飞毯,当哈桑得知远隔百里的、自己心爱的公主马上就要死了的时候,借助这块飞毯的帮助,哈桑马上把一个神奇的苹果送到了公主的身边,挽救了她的生命。

也许是因为直到19世纪,欧洲和北美人才开始使用地毯的缘故,在西方的神话和民间故事中飞毯从来没有扮演过重要角色(实际上,很多西方人错误地把飞毯与阿拉丁的故事结合起来。在阿拉丁的故事中其实根本没有出现飞毯)。与飞翔的毯子不同,西方魔法师和英雄人物通常需要借助外力,一个飘浮着的东西才能飞起来,比如带翅膀的拖鞋或盘旋在空中的手提箱以及巨大的玻璃电梯等。在一个很著名的美国儿童故事中,能飞的东西竟然是沙发!当然,除此以外还有飞天扫帚。例如哈利。波特非常喜欢的“光轮2000”,它可以在魁地奇比赛中绕着任何飘浮的飞球转圈。但是飞天扫帚多数都只能乘坐一个人。如果哈利也有所罗门王手下的军队的话(或者在与秋。张约会的时候),他也许只能去借韦斯莱先生的那部飞行汽车的钥匙了。

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