盛夏的一天，爱丽丝陪姐姐懒洋洋地坐在河边，为了打发时光，她起身去采野菊花。突然，一只穿着马甲、手拿怀表的红眼睛大白兔跑过来，而且嘴里还嘟嘟囔囔地说着什么，这下子爱丽丝精神了，她悄悄地跟在兔子后面，跑过草地，跳进了一个兔子洞，从此开始了她的奇妙旅行。
这就是刘易斯·卡罗尔笔下的《爱丽丝漫游奇境》—一部无国界、无学界、老少皆宜的世界童话经典。无论是在文学、语言和艺术方面，还是在哲学和科学方面，这部作品都能带给我们无穷的思考乐趣。今天，知力君要和大家聊的则是就《爱丽丝漫游奇境》有关的科学话题。
穿过地心的兔子洞
只顾着好奇，爱丽丝不管三七二十一，跟着兔子跳进了洞里。她慢慢地往下落，可好像停不下来，她怀疑自己可能会掉到地球的中心，至少能到新西兰或者澳大利亚吧。可掉呀，掉呀，还是不停，她又开始怀疑自己会不会掉到地球的另一端。如果爱丽丝真的跳进了一个能穿过地球中心的洞，会怎样呢？
其实，希腊哲学家普鲁塔克（Plutarch）就曾提出过这个问题，英国哲学家弗朗西斯·培根和法国哲学家伏尔泰也曾为此争论过。被后人誉为“近代科学之父”的意大利物理学家伽利略在他1632年出版的《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中就给出过正确答案。
因为地球是个不均匀的球体，而且有自转和公转现象，所以实际情况有点复杂。简单地说，就是物体从地球一端落下，在落到地心之前，速度越来越快，向下的加速度越来越小，地球表面的加速度是9.8米/平方秒。当物体穿过地球中心时，加速度变成0，此时速度最快。接着呢，物体会继续下落，不过，速度越来越慢，反向加速度越来越大，直到物体降落到地球的另一端，加速度又变成了9.8米/平方秒，速度降到0。此时，因为地心引力，物体又会朝着地心的方向落去。
如果不考虑空气阻力，也不考虑地球旋转产生的科里奥利力的话，爱丽丝会在这个穿过地心的兔子洞里像弹簧一样弹上来弹下去，永远出不去啦!如果考虑空气阻力呢，爱丽丝会在洞里晃上晃下，最后停在地心（真空条件下，从地球一端到另一端的旅行需要38分钟，如果有空气阻力，大约需要两天半的时间）。
忽隐忽现的柴郡猫
爱丽丝在公爵夫人家遇见了一只奇怪的大猫，它能突然闪现，也能突然消失，最神奇的是它能隐身，只显现露齿微笑的嘴巴，这就是柴郡猫。这只猫特别有名，是因为经常被科学家用来作一些科学现象的隐喻。
忽隐忽现的柴郡猫（图片来源/IMDb）
还记得爱丽丝看到柴郡猫趴在树上忽隐忽现的情景吗？她惊讶地说：“我常常看见没有笑脸的猫，可从未见过不见猫的笑脸呢，这是我碰到过最奇怪的事儿了！”从哲学角度看，这其实表明了猫的两种状态：显形的猫是猫的具体状态，露着牙齿的嘴巴是猫的抽象状态。
美国数学家马丁·加德纳在描述数学方程与其应用的关系时，最喜欢用柴郡猫打比方了。他认为，数学方程能用来构建物理世界，但方程本身是抽象的，没有实际意义，这就好比我们只看见了露齿微笑的嘴巴，却不知道那是谁的嘴巴。但是，如果能用方程帮助我们解释世界、认知自然，那就好比让我们看到了一只完整的猫。
再多一些好奇心
在“疯狂下午茶”一章里，疯帽子先生从衣袋里掏出一块怀表想看看时间。他晃了晃表，发现表停了，于是问爱丽丝“今天是几号？”爱丽丝想了想说：“四号。”爱丽丝又好奇地抬起头瞧了瞧那块表，发现它只“显示几日，却不显示几点”，觉得很奇怪。疯帽子先生反问爱丽丝：“为什么一定要告诉几点呢？你的表能告诉你现在是哪年吗？”
疯帽子先生的这个问题乍听上去是不是很可笑？可你想过吗，我们平时看到的表上为什么没有年呢？时间到底是什么？伟大的物理学家爱因斯坦曾经说过：“逻辑能让你从A点推导到B点，可想象力却能让你天马行空。”所以，凡事最好多问几个为什么。
爱丽丝因为好奇，跳进了兔子洞，而“好奇心”这个词贯穿了整个故事的始终。让我们也插上好奇的翅膀，翱翔于奇妙的世界，不断挑战对世界的认知。多一点好奇心，再多一点好奇心吧！
撰文/李青
本文节选自《知识就是力量》杂志
