廣寒宮裡游泳啥感覺呢？

坦白地講，在月球上游泳是一件很酷的事，把它作為當初我們登月的理由也不為過。最起碼要比肯尼迪總統給出的理由更棒。說到在水中漂浮的感覺，月球上和地球上差不多，因為在水中受到的浮力，取決於你身體的密度以及水的密度，與重力沒有關係。

在月球上潛泳的感覺也與在地球上很相似。游泳時阻力的主要來源是水的慣性，而慣性是物質的一種獨立屬性，也與重力無關。潛泳者在月球上能達到的最高泳速與地球上差不多，大概是2米/ 秒。

但除此之外的其他事情，在月球上做就與在地球上時截然不同了，往往變得更有趣。月球上的浪更大，會濺起更多水花，游泳的人甚至可以像海豚一樣躍出水面。

你還想知道這個人能躍出水面多高？

得出近似答案的最簡便的辦法，就是把游泳者看作一個簡單拋物體。拋物體拋出的高度，可以通過這個公式算出：

速度2/（2× 重力）。

也就是說，在地球上，能游出2米/ 秒速度的游泳健將，可以躍出水面約2 0厘米。

這樣算並不完全正確，但已經足以令我們意識到，在地球上，人類不可能像海豚一樣跳躍。不過，為了得到更準確的答案，也為了得出月球環境下適用的方程，我們還需要考慮一些其他因素。

當游泳者躍出水面的瞬間，他並不需要支撐身體的全部重量，浮力分擔了一部分體重。隨著身體逐漸露出水面，浮力逐漸減小，這是因為身體排開水的體積越來越小。因為身體的重力並未改變，所以游泳者需要支撐的重量在增加。

你可以計算出要將你的身體豎直提出水面一定高度需要多少勢能，但這牽涉到複雜的積分（處在水中的那部分身體的排水量對身體豎直移動距離的積分），而且還與身體的形狀有關。如果游泳者的移動速度快到能夠使絕大部分身體躍出水面，那麼這一因素會使他最終躍出水面的高度相差約半個軀幹；如果速度沒那麼快，影響就會小一些。

我們還需要考慮一個因素，即游泳者的一部分身體離開水面後，他還可以繼續踩水。當身體完全沒於水中的游泳者以最高速度遊動時，水產生的阻力和踩水以及擊打等產生的推力大小相同。我不知道該怎麼描述游泳時雙臂的動作，我的第一反應就是「擊打」，但我覺得肯定不是這個詞……

無論如何，一旦游泳者的身體露出水面，產生的阻力幾乎消失，但他還可以繼續踩水一段時間。要想弄清楚這樣會增加多少能量，你可以拿踩水產生的推力乘以身體露出水面後繼續踩水的距離，因為能量等於力乘以距離。這段距離差不多是軀幹的長度， 為1米至1.5米。至於踩水產生的推力，隨便搜索一下《救生員規範》就可以發現，一個游泳健將能將一個4. 5千克的物體舉在頭頂游上一小段距離，這意味著他需要產生5 0多牛的力。

我們把上述因素全部綜合起來，可以得出這樣一個公式：

躍起高度=[（1/ 2× 身體質量×最高速度2+ 踢水推力×軀幹長度）/（地球重力加速度× 身體質量）]+ 浮力修正項。

要計算出遊泳者躍出水面的高度，需要考慮多種因素，但在月球上，普通人最起碼也可以躍出水面1米，邁克爾·菲爾普斯躍出兩三米都沒問題。

如果再考慮到鰭，這個數字還會更令人驚喜。

穿戴鰭的游泳者比普通游泳者速度快得多。不過即使是穿著腳蹼的游得最快的游泳者，速度也無法超過陸地上的跑步者。就算跑步者穿上腳蹼，還要跨欄，游泳者還是贏不了。

最優秀的蹼泳者穿著腳蹼， 泳速可達到3 . 2米/ 秒，這個速度即使是在地球上，也足以完成相當驚人的跳躍動作了。有關蹼泳者最高速度和阻力的數據顯示，穿著腳蹼的游泳者很可能完成躍出水面四五米的動作。也就是說，他可以在月球上進行反向跳水。

而且結果可能更加驚人。2 0 1 2年，公共科學圖書館綜合雜誌《PLoS ONE》發表過一篇論文，標題為《低重力環境下人類在水面行走》，得出的結論是：雖然在地球上人類無法在水面行走，但在月球上有可能勉強做得到。我強烈建議大家讀一讀這篇論文，就算只看看第2頁那幅搞笑的實驗裝置圖也好。

由於月球上重力減小，水會濺得更高，這和游泳者能躍起更高的道理是一樣的。結果就是濺起的水花更高，飛濺的水滴更多。用術語來說，月球上的游泳池更容易「飛濺」。（飛濺程度的國際標準單位是「濺度」。）

要避免泳池中所有的水都濺出來，就得專門設計一下池岸上的排水系統，讓水能迅速流回泳池。或者加高池壁，但這樣的話，會毀了月球泳池最關鍵的一項樂趣—像幻燈片滑動換頁那樣在池岸上滑行著上岸。

我完全支持這樣的想法。如果我們真的要建一個月球基地，我認為一定得在上面建一個大型游泳池。當然，要運送一個游泳池所需的水（相當於1 3 5匹馬的重量）到月球表面，將是一個耗資不菲的大工程。（一個游泳池所需的水，如果用2升的瓶子裝，1 0個一組， 要3 0 0 0組，將它們運到月球上大概需要7 2 0億美元。）從另一方面看，月球基地建成後，肯定要有人在上面居住，所以無論如何都需要把水運到月球上去。運送補給用水和過濾系統可能比每三四天就送新的宇航員來替換要划算得多，我建議美國航空航天局好好算算這筆賬。

這一切並不是完全不可能。一個游泳池，其重量大概相當於4個「阿波羅」號月球著陸器。新一代的重型運載火箭，比如波音公司生產的太空發射系統（SLS），或者SpaceX 公司製造的「空間1 0」號獵鷹重型火箭，應該能用儘可能少的往返次數，將游泳池所需的水運送到月球表面。

因此，如果你真的非常渴望在月球上游泳，或許下一步最該做的就是給埃隆· 馬斯克（SpaceX 公司的CEO）打個電話，讓他給個報價。

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