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大自然是我们人类的好老师，在过去的日子里，人类通过观察和学习大自然中多姿多彩的生物，获得了大量的灵感和知识，进而有了各式各样的发明创造，例如飞机的发明，就与地球上的一种会飞的生物——鸟类有关。  那么问题就来了，如果地球上从未进化出会飞的生物，人类还能发明飞机吗？ 人类是如何发明飞机的？ 总的来讲，人类发明飞机大概经历了三个阶段，第一阶段是直接模仿鸟类，在此阶段中，人类试图通过扇动翅膀的方式（也就是扑翼式）来进行飞行，然而由于难度太大，这种尝试都无一例外地失败了，实际上，直到现在，人类也无法制造出扑翼式飞机。  第二阶段可称为“滑翔机阶段”，在此阶段中，人类意识到飞行器不应该模仿鸟类的扑翼式飞行，而应该通过不同的装置来分别实现飞行器的升力和动力，根据这种思路，在1849年的时候，人类的第一架具有固定机翼的滑翔机实现了首次载人滑翔飞行。 在此之后，人类逐渐解决了飞行器的动力系统、控制系统等一系列技术问题，到了1903年，一架依靠自身动力、完全受控并且能够长时间滞空的飞行器——“飞行者一号”，终于飞上了蓝天，而这也标志着人类进入了第三阶段，从此开启了飞机的时代。  可以看到，人类发明飞机确实跟鸟类存在着关联，那这是否说明如果地球上没有会飞的生物，人类就不可能发明飞机了呢？笔者认为，我们不要小看人类，就算地球上从未进化出鸟类以及其他会飞的生物，人类依然可以发明飞机。 为什么这么说呢？ 从以上所述可以看到，在进入“滑翔机阶段”之后，飞机的飞行原理就与鸟类出现了很大的差距，而说到这里，就不得不提“伯努利原理”。  这个原理简单来讲就是：空气在不同形状的面流过时产生的压力是不同的，因此如果将飞机的机翼上沿和下沿设计成特定的形状，让机翼下沿的空气压力大于上沿，就可以产生一个压力差，从而为飞机提供向上的升力。 “伯努利原理”是关于飞机飞行的常见解释，但它并不是飞机飞行的全部原理，一个简单的例子就是，在一些飞行表演中，我们常看到飞行员操纵飞机进行上下颠倒的“倒立飞行”。  很明显，如果飞机只是依靠“伯努利原理”来飞行的话，那当飞机进行“倒立飞行”时，就会直接摔向地面，但这样的事情并没有发生，那这应该如何解释呢？其实这与牛顿第三定律有关，即：当飞机以足够快的速度飞行时，只需要让机翼有一点点仰角，前方的空气就可以给飞机提供升力。 实际上，飞机的飞行原理其实是来自于空气动力学，上述的“伯努利原理”以及基于牛顿第三定律的解释，都只是空气动力学的冰山一角，也就是说，人类只要拥有空气动力学的知识，就可以发明飞机。 所以我们的问题就变成了，如果地球上从未进化出会飞的生物，人类还会发展出空气动力学吗？答案当然是否定的，要知道除了会飞的生物之外，在人类的身边还存在着大量的与空气动力学有关的现象，比如说在空中飞舞的树叶，又比如说被风吹起的一张纸。  早在牛顿时代，人类就开启了有关空气动力学的研究，而人类研究的对象并不仅限于会飞的生物，为了获得更好、更详细的数据，人类后来还发明了风洞装置，专门研究物体相对于气体运动时的受力特性以及气体的流动规律，事实上，人类发明的第一架飞机，就依靠了来自风洞的大量试验数据。 因此可以说，就算地球上没有会飞的生物，人类也会发展出空气动力学，而人类一旦拥有了空气动力学的知识，发明飞机就是迟早的事情了。 尾声  就飞行而言，人类还发明了火箭、直升机、飞艇等各式各样的飞行器，而这些飞行器在地球上已知的生物中是找不到“原型”的。总而言之，大自然确实神奇，但我们也不要小看人类的创造力。 好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见。 |
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