7.在深不见底的竖井里

我们对地心的情况了解得非常少。如果你问厚度为100km的坚硬地壳下面是什么，有人会说是炽热的液浆，有的人会说地球从地表到地心全都是固态的。想要正确回答这个问题确实非常难，因为目前人类挖掘的最深的矿井也只有区区7.5km深，允许人进入的深度只有3.3km。顺着地球的直径凿穿地球是个得知地心情况的好办法，但是，地球的半径可是长达6400km啊！

人类目前的科技水平还非常落后，无法做到这一点，尽管我们在地壳上挖出的矿井总长度比地球的直径长度还要长。18世纪的数学家莫佩尔蒂以及哲学家伏尔泰曾经提出过这样一种设想：凿穿地球，用隧道将两端连接在一起。法国的天文学家费拉·马里翁也曾经有过这样的设想，但是他的设想不同于前面的二位，并且规模也没有那么浩大。他曾经以这个题材写过一篇文章，我对这篇文章中的插图进行了一些调整，放在了下面（图43）。

没错，人类一直到现在也没有尝试他的设计。我们暂且认为设计这样一个深不见底的竖井，有助于研究一个非常有意思的问题。那么你觉得，假如你不慎跌入了这口竖井，如果不计空气阻力，你的命运会是怎样的呢？考虑到这口竖井深不见底，你并不会被摔得粉碎，不过你会在什么地方停下来呢？地心吗？答案是否定的。如果你坠入了地心的内部，由于你下落的速度非常快（差不多8km/s），想要停留在这个点上是完全不可能的。你会快速经过这个点，而且继续以飞快的速度向下坠落，随后你下坠的速度会慢慢降下来，直到你到达这口竖井的另一端。此时你需要做的就是用双手紧紧地抓住井的边缘，如果不这样做的话，你还得再来一次这样的竖井下坠旅行，重新回到你之前坠下竖井的地方。倘若你在那一边也没抓住井沿的话，那么，很不幸，你还得再来一次这样的下坠之旅。假如你每次都抓不住井沿的话，那么你就会反复下坠，被困在这口竖井里（图44）。通过力学的原理我们得出结论，如果不考虑竖井里的空气阻力，在这种条件下，下坠的物体是不会停止运动的。

图43　沿地球直径挖个深井

图44　如果落入深井便会被困在里边

那么，我们计算一下，从竖井的一端下坠到另一端需要多久。答案是84分24秒，差不多一个半小时的时间。费拉·马里翁接着描写道：

假如这口竖井的两端连通着地球的两极，就会得出这样的结果。不过如果我们改变掘凿的地点，更换一个纬度，比如将纬度换到欧洲、亚洲或是非洲大陆的话，我们就还要考虑地球自转产生的影响。众所周知，地球表面上的任何一个点都保持着很快的运动速度，这种运动速度在赤道地区为465 m/s，在巴黎为300 m/s。随着地球拉长自转轴的距离，圆周的速度也会相应地加快，所以，在竖井里下坠的小铅球移动方向并不是垂直向下的，而是会向东面偏移一些。因此，如果我们将这口竖井放在赤道地区，就必须将它的宽度或是斜度大幅度扩大，因为在这口竖井里下坠的物体移动路线肯定会向东偏移，远离地心。

假如我们将井口放在南美洲的一个高原上，我们将高原的高度设定为2 km，而井口的另一端与海面连通，这样一来，在竖井里下坠的人先会从另一端的井口飞出来，然后再窜上海面以上2 km的高空。

假设我们将两端的井口都放在海面上，那么当下坠到竖井里的人从井口的另一端飞出来的时候是没有任何速度的，在这样的情况下抓住他很简单，只要伸伸手就行了。反观之前的那种情况，我们要做的就是尽可能地避开他，因为跟这样一个空中飞人撞在一起可不是什么好玩的事。