大桥抖动

今天我们来介绍一个有意思的历史故事，这个历史故事常常也出现在一些物理学的书籍上，但现在有的科学家认为这是一个百年骗局。

在19世纪的欧洲，士兵齐步走经过大桥时，常常被要求打乱步伐，因为齐步走会产生共振现象，从而振跨大桥。悬索桥有天然的振动频率，如果士兵齐步走所导致的振动频率，与大桥的天然振动频率一致，大桥可能就会被震垮。事实上，所谓的士兵齐步走震垮大桥是一个经典的物理骗局，现在已经被欧洲的科学家证实为一个伪科学了。

悬索桥俗称吊桥，中国人建造了世界上最早的悬索桥，早在东汉时期，就已经有悬索桥了，当然早期的悬索桥都是竹编索，后来随着冶铁技术的发展，悬索桥逐渐改为了铁索桥，明末清初，欧洲人来到中国旅行，看到中国的铁索桥，于是就将铁索桥的概念，传入到了欧洲，欧洲最早的铁索桥出现在18世纪的英国。

19世纪，在欧洲开始出现现代意义上的悬索桥，英国的布劳顿大桥就是世界上最早的现代悬索桥之一，布劳顿大桥始建于1826年，1831年4月12日，有74名士兵从野外训练归来，当他们迈着齐步走的步伐经过布劳顿大桥时，大桥却突然倒塌了，74名士兵全部落水，由于河水比较深，桥的高度也不算太高，这些士兵都只是受了轻伤而已。布劳顿大桥倒塌以后，震动了欧洲的科学界，因为当时能够设计和建造悬索桥，是科学家和设计师们的骄傲。当时的科学家一致认为是共振导致了大桥的垮塌，随后，在欧洲就形成了一个惯例：所有的士兵在经过大桥时，都不能齐步走，要打乱步伐，以免产生共振，震垮大桥。

1850年，在法国又发生了一起悬索桥被震垮的事件，这座悬索桥就是当时著名的昂热悬索桥，昂热现在是法国的一个历史文化名城，以花卉展览而闻名，曼恩河流经昂热，法国人修建了一条悬索桥横跨曼恩河，1850年4月16日，突然空中起了狂风暴雨，500名士兵在经过昂热悬索桥时，按照欧洲的行军惯例，被要求打乱了步伐，然而这座桥却轰然倒塌了，其中有226名士兵落水身亡，当时的科学家依然将昂热悬索桥的事故解释为共振所导致的，士兵虽然打乱了行军步伐，但是，由于某个巧合的原因，这个打乱的步伐所产生的振动频率刚好与大桥的振动频率一致，于是就产生了共鸣。这一解释，时至今日，仍然被视为昂热悬索桥垮塌的原因，人们一旦介绍昂热的历史时，说到当年的昂热悬索桥，就会提起500名士兵在行军过程中的步伐所产生的共振现象振跨了大桥。

1940年，在美国又出现了大风震垮大桥的事故，这就是著名的塔科马悬索桥倒塌事故。塔科马是美国华盛顿州的一个城市，位于美国的西部地区，这里有一个海湾，名为普吉特海湾，塔科马悬索桥就位于这个海湾之上。塔科马悬索桥在1940年7月1日正式通车，但是，仅仅过了几个星期，塔科马大桥就出现了异常抖动，塔科马大桥晃动的幅度都不能用抖动来形容了，而是名副其实的摇滚。尽管桥面上下抖动的非常厉害，但是，却没有倒塌，为了了解振动的原因，美国人在大桥附近安装了摄像头，以便观察。与此同时，大桥的振动，还吸引了大批的游客前来参观，甚至有不少人专门驾车而来，想要目睹一下这个奇观。在持续了几个月的振动之后，塔科马悬索桥还是倒塌了，由于经常有游客来此参观，大桥倒塌之时，还有两人被困在了桥上，幸运的是，大桥垮塌的速度比较慢，足够桥上的行人撤离现场。塔科马悬索桥倒塌事故，并没有发生人员伤亡。

塔科马悬索桥倒塌以后，震动了美国的科学界，科学家认为塔科马悬索桥的倒塌是由于大风引起的共振现象所导致的。美国空气动力学家西奥多·冯·卡门还专门做了一个模型，来验证塔科马悬索桥倒塌的原因，他认为这是卡门涡街引起的共振现象所致，卡门涡街实际上就是冯·卡门在很早之前提出来的一个物理概念，因此才命名为“卡门涡街”，冯·卡门是美国著名的航空航天方面的专家，他的说法得到了大家的认同，后来，美国人设计悬索桥还要经过专门的风洞实验，才可建设。

不过卡门涡街引起的共振现象导致塔科马悬索桥事故的发生，在美国的科学界仍然有争论，美国空气动力学家罗伯特·斯坎隆还专门写了几篇文章，来反驳所谓的“共振理论”。

所谓的“共振理论”为什么会被有的科学家认为是伪科学呢？因为共振需要频率精确，时间持久，物理条件非常的苛刻，人类的步伐频率和风的频率，无法达到这种精确程度。风是纯粹的自然现象，它的速度和频率，有的时候是变化无常的，人类齐步走的步伐虽然可以精确控制，但是，没有人专门做过精确的测量是否真的是齐步走。人类凭自身的感觉所确定的频率，同样有误差，不可能如此精准。

关于“共振理论”，还有很多伪科学，比如，人们通常认为人的声音可以震碎水杯，之所以不能震碎是因为声音不够大，时间不够长，实际上世界各地出现的声音震碎玻璃的演示，都是骗局，因为有人事先对玻璃做了手脚，或者用别的外力将水杯打碎了。

既然布劳顿悬索桥、昂热悬索桥、塔科马悬索桥不是因为共振现象导致的垮塌，那么，这些悬索桥倒塌的主要原因是什么呢？

科学家认为布劳顿悬索桥、昂热悬索桥倒塌的原因，都是因为大桥本身的机械部件发生了故障而导致的，布劳顿悬索桥的倒塌是由于固定悬索的螺母和螺栓由于年久失修而出现了断裂和损坏而导致的，而昂热悬索桥的垮塌则是由于悬索的锚固点因风吹日晒出现锈蚀而导致的，士兵在大桥上行走只是一个外力，起到了加速大桥垮塌的作用，而非主要原因。

对于塔科马悬索桥的倒塌的原因，目前科学家仍然存在争论，不过，我们应当注意的是，当年设计塔科马大桥的设计师，为了减少建设成本，将桥面厚度降低了，从原有的7.5米降低至2.4米，即使共振理论正确，也是由于使用了过于轻盈的建筑材料，才导致了共振现象的发生，当然，设计师采用轻盈的材料，主要是为了追求大桥的美观与节省建造成本。

最后需要指出的是，本文对于1831年布劳顿悬索桥事故、1850年昂热悬索桥事故以及1940年塔科马悬索桥事故的分析，仅仅是从历史的角度，对于不同的观点进行了梳理，而不是从物理学、工程学的专业的角度来分析的，这些大桥垮塌的具体原因，需要专业人士进行专业的分析，本文只是对历史事件本身的梳理。

以上就是睡前故事365小编整理的关于大桥抖动的睡前故事，希望对您有所帮助。