大橋抖動：軍隊齊步走震垮大橋，大風震垮大橋，一個百年騙局

2023-03-31 06:24:23 1

今天我們將介紹一個有趣的歷史故事，它經常出現在一些物理書中，但是現在一些科學家認為這是一個100年的騙局。

在19世紀的歐洲，當士兵快速行進過橋時，他們經常被要求打亂步伐，因為快速行進會產生共振現象，從而震動過橋。懸索橋具有自振頻率。如果士兵快速行進引起的振動頻率與橋梁的固有振動頻率一致，則橋梁可能會倒塌。事實上，所謂的「士兵快速行軍」大橋的倒塌是一個經典的物理騙局，現在已被歐洲科學家證實為偽科學。

1850年，法國安格爾吊橋

懸索橋通常被稱為懸索橋。中國人建造了世界上最早的吊橋。早在東漢時期，吊橋就已經存在。當然，早期的吊橋都是由竹子製成的。後來，隨著煉鐵技術的發展，懸索橋逐漸變成了纜索橋。明末清初，歐洲人來到中國旅遊，參觀了中國的電纜橋。因此，電纜橋的概念被引入歐洲。歐洲最早的電纜橋出現在18世紀的英國。

19世紀，現代意義上的懸索橋開始在歐洲出現。英國的布勞頓橋是世界上最早的現代吊橋之一。布勞頓橋建於1826年。1831年4月12日，74名士兵從野外訓練歸來。當他們以快速行進的速度穿過布勞頓橋時，橋突然倒塌了。所有74名士兵都掉進了水裡。由於水深，橋的高度不太高，這些士兵只是受了點輕傷。布勞頓橋倒塌後，歐洲科學界震驚了，因為能夠設計和建造懸索橋是科學家和設計師的驕傲。當時的科學家一致認為共振導致了橋梁的倒塌。後來，在歐洲形成了一種普遍的做法:所有的士兵都不應該在快速行軍中通過這座橋。他們應該擾亂步伐，以避免共振和橋梁倒塌。

布勞頓的懸索橋

1850年，另一座吊橋在法國被毀。這座吊橋當時是著名的安格爾吊橋。憤怒現在是法國著名的歷史和文化城市，並以其花卉展覽而聞名。曼恩河穿過憤怒。法國人在曼恩河上建了一座吊橋。1850年4月16日，0+發生了一場突然的風暴，根據歐洲的行軍慣例，500名士兵穿過了安格爾吊橋。由於被要求中斷進度，大橋坍塌，226名士兵在水中喪生。當時，科學家們仍然把安格爾吊橋事故解釋為共振的結果。雖然士兵們打亂了行進的步伐，但由於某種巧合，由打亂的步伐產生的振動頻率與橋梁的振動頻率相同，從而產生了共振。這一解釋仍然被認為是今天安格爾吊橋倒塌的原因。一旦人們介紹了憤怒的歷史，當提到當年的憤怒吊橋時，他們會提到500名士兵在推翻吊橋的遊行中所引起的共鳴現象。

士兵震驚的昂熱吊橋

1940年，美國發生了另一起事故，大橋被強風損壞。這就是著名的塔科馬吊橋的倒塌。塔科馬是華盛頓州的一個城市，位於美國西部。塔科馬吊橋位於一個叫普吉特灣的海灣。塔科馬吊橋於1940年7月1日正式通車。然而，僅僅幾周後，塔科馬大橋就出現了異常的搖晃。塔科馬大橋的搖晃幅度不能用搖晃來描述，但確實是搖滾。雖然橋面上下搖晃得很厲害，但它沒有倒塌。為了了解振動的原因，美國人在大橋附近安裝了攝像機進行觀察。與此同時，大橋的震動也吸引了大量的遊客前來參觀，甚至有許多人專門坐車來看這一奇觀。經過幾個月的震動，塔科馬吊橋倒塌了。由於遊客的頻繁到訪，大橋倒塌時，仍有兩人被困在橋上。幸運的是，橋梁坍塌的速度足夠慢，橋上的行人可以從現場撤離。塔科馬吊橋的倒塌沒有造成人員傷亡。

塔科馬吊橋

塔科馬吊橋倒塌後，震動了美國的科學界。科學家認為塔科馬吊橋的倒塌是由強風引起的共振現象引起的。美國空氣動力學家西奧多·馮·卡門還專門製作了一個模型來驗證塔科馬吊橋倒塌的原因。他認為這是卡門渦街引起的共振現象造成的。卡門渦街實際上是馮·卡門很久以前提出的一個物理概念，因此被命名為「卡門渦街」。馮·卡門是一位著名的美國航空航天專家，他的聲明被所有人接受。後來，美國人設計的懸索橋在施工前需要專門的風洞試驗。

然而，卡門渦街引起的共振現象導致了塔科馬吊橋事故，這在美國科學界仍有爭議。美國空氣動力學家羅伯特·斯坎倫也寫了幾篇文章來駁斥所謂的「共振理論」。

19世紀法國的憤怒

為什麼一些科學家認為所謂的「共振理論」是偽科學？因為共振需要精確的頻率、持續的時間和非常惡劣的物理條件，人類的步頻和風頻無法達到這個精度。風是一種純粹的自然現象。它的速度和頻率有時是可變的。儘管人類快步行進的速度可以精確控制，但沒有人專門進行精確的測量來確定這是否是真正的快步行進。人類根據自己的感覺確定的頻率也是不準確的，不可能如此準確。

關於「共振理論」，也有許多偽科學。例如，人們通常認為人的聲音可以打碎水杯。聲音不能被粉碎的原因是聲音不夠大，時間不夠長。事實上，用來自世界各地的聲音演示碎玻璃都是惡作劇，因為有人事先篡改了玻璃或用其他外力打碎了水杯。

既然布勞頓吊橋、安格爾吊橋和塔科馬吊橋沒有因共振現象而坍塌，那麼這些吊橋坍塌的主要原因是什麼？