[what if]第126期:通天楼梯

提问:

如果你造出了一台能够进入太空的电梯(比如在《摩天大楼》一文中提到的那个),并修了一个通向太空的楼梯(假设气压受到控制),那么爬到顶端需要多久呢?

—— Ethans Annas

回答:

如果你是爬楼梯冠军的话,一到两周吧。如果你骑着一辆摩托车开上去,只要12个小时。

通天大楼和太空电梯完全是两个概念。太空电梯需要达到10万千米的高度,而“通天”大楼只需要达到100千米即可。而且Ehtans也说到了,这样的一幢房子需要加压,每隔几英里就需要设置一个气密装置。

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(涕子!窝们沼道了一阁涕子!)

通往太空的梯子[1]大约会有50万级台阶。像Christian Riedl或者Kristin Frey这样世界冠军级别的爬梯选手[2]能在一天里爬上相当于珠穆拉玛峰高度的楼梯;Riedl曾于去年十月创下一个半天爬楼梯高度记录,他在12小时时间里爬了13145.65米的高度。按照这样的速度——假设12个小时爬楼梯,12个小时用来休息、吃东西以及睡觉的话——他只需一周多一点的时间即可爬到顶端。

爬楼梯需要消耗卡路里,所以说你需要随身携带食物。其实如果以每磅所含卡路里的高低来算,你能携带的最高效的食物是黄油——这也是为什么北极探险者带一大堆黄油的原因。

假设你的背包里能装下9升的黄油。爬10级楼梯就要消耗一卡路里的能量,这就意味着爬到太空需要消耗7.2万卡路里。如果你的背包里装满黄油,那么它所含有的卡路里差不多够你爬到顶。

不过,由于爬到顶需要几周的时间,所以你还要算上每天的基本膳食水平,差不多是每天2000卡路里(3条黄油)。这样算上之前用来爬楼梯的7.2万卡路里,你可能要考虑把背包升级成更大的16升容积。如果你把这样的背包装满黄油,就意味着你携带着11万卡路里的能量,[3]如果你一心一意爬楼梯的话,这些应该是足够的。

如果你不想背着35磅的黄油,[4]那么你可以试试骑着摩托车上楼梯。根据这名骑手攀上45级楼梯的速度,他只要一天就可以到达顶端。

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(刚才我告诉你的时候你是知道你要去哪儿的)

嗯,那么假设你已经到了顶部。然后呢?进入太空并不难,难的是进入绕地轨道,这个时候高楼已经帮不了你了。

所以你还能干什么?

Michael Longuet Higgins是剑桥大学的一个研究教授,他是流体力学、气泡以及奇特种类的波领域的专家。[5][6]1953年,Longuet Higgins博士的一位同事向他展示了一种最近才出现的“有趣的玩具”。这个叫做“Slinky”的玩具有着一些奇特的性质,于是这位教授立即开始研究这种玩具,并在一篇论文里发表了他的研究成果。

Longuet Higgins博士首先通过数学建模的方法发现Slinky沿台阶下落的速度只与弹簧自身有关,而与台阶的尺寸或形状无关。他和同事进行了一系列的实验,“在剑桥三一学院测试了五种不同的楼梯,尺寸各异。”他们的结论是:Slinky下落的速度约为恒定的每阶台阶0.8秒。[7][8]

Longuet Higgins博士发现Slinky在下落了几级台阶后很快便达到了稳定的下落速度。也就是说如果我们把一个Slinky玩具(Higgins博士玩的那种)放在通向太空的楼梯的顶端,然后恰到好处地轻轻一推……

slink

(它们就像口袋妖怪一样)

……它会在5天多一点的时间之后跳回地面。

或者换一种更能提起胃口的单位:

butter

(你永远不可能只吃下一袋子黄油)

注释

  • 注1:如果灌木篱里什么响动,嘿,我也不知道该说什么,或许你应该把这个不速之客请走?(译者注:原文为If there’s a bustle in your hedgerow,来源于Led Zeppelin的《Stairways to Heaven》中的一句歌词:“If there’s a bustle in your hedgerow, don’t be alarmed now; It’s just a spring clean for the may-queen.”)
  • 注2:或者说登高冠军。
  • 注3:巧合的是,吃掉一个人的尸体差不多也能获得这么点能量
  • 注4:不管出于什么奇怪的理由。
  • 注5:从他的研究兴趣来看,这个视频一定会让他大吃一惊。
  • 注6:或者这个这个小玩具,抑或是这个
  • 注7:除了一些又宽又矮得台阶,在这些台阶上“Slinky最多只会下落3到4个台阶就停住了”。于是我忍不住脑补两位懊恼的英国教授无助地等在楼梯底部的场景。
  • 注8:可惜的是,Slinky的出现早于StairMaster的发明。一个有趣的事实:在StairMaster的管理层发生了一次大幅度的人事变动后,居然没有一家报纸的标题是这么写的:“StairMaster首席执行官辞职(step down)”。

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