自从1903年莱特兄弟发明了世界上第一架飞机「飞行者」开始，飞机就成了人们生活中不可或缺的交通工具之一。

但是你知道吗，从100年前到今天，「飞机为什么能飞起来」至今是个未解之谜！

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两个经典理论中的漏洞

众所周知飞机是因为有升力飞起来，但是升力是如何产生的？有两个理论可以解释升力的产生，但是他们都有一些漏洞。

▌伯努利原理中的漏洞

我们都在初中物理课上做过一个实验：两张纸放在嘴边，对着两张纸的中间吹气，两张纸不会分开，反而靠拢。

这个实验让我们了解了一个理论「伯努利原理」，该原理指出：流体的压力会随着速度的增加而减小，反之亦然。

这是瑞士数学家丹尼尔·伯努利在1738年发表的专著《流体动力学》中提出的一种原理。这个原理也成为了目前解释「飞机为什么能飞起来」的非技术性理论。

（图片来源：微博@tyzlolicon）

然而，伯努利原理本身并不能完全解释升力，它有三个漏洞：

第一，尽管实际经验表明，在弯曲的表面上空气流动的速度确实更快，但伯努利原理却无法解释为什么会出现流速变快的现象。换句话说，这个定理并没有说明机翼上方的高流速是如何产生的。

第二，当机翼向上移动时，空气理应被压缩，机翼顶部的压力应该会增加，但伯努利原理并没有说明机翼上部高速的空气为什么会形成更低的压力，而不是更高的压力。

因为在日常生活中，比如在公路上，当多车道合为一条车道时，很容易出现车流减速的现象甚至会堵车的现象；为什么把车换成空气分子就会产生恰恰相反的效果？伯努利原理并不能解释这个问题。

第三，像很多飞行表演一样，有很多飞行翻滚的动作。而这时机翼是向下的，按伯努利原理进行分析，飞机下方流速会变快从而得到一个向下拉的力，直接向下飞行而不能持续爬升。

这三点问题伯努利原理都不能给出合理的解释，所以在技术层面它并不能成为一个可以解释升力的完整理论。

▌牛顿第三定律也有漏洞

除了用伯努利的理论来解释升力外，科学家还试图用另一种理论来解释这种力的来源：牛顿第三定律（作用力和反作用力原理）。

牛顿第三定律定义到相互作用的两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。

应用到飞机上就是：当机翼向下推空气，有质量的空气会产生一个大小相等、方向相反的向上推力，也就是升力。因此，理论认为机翼是通过推动空气（作用力）使飞机产生升力（反作用力）的。

同时这个理论应用的情况比伯努利原理要多，例如伯努利原理不能解释的飞机翻过来飞行也可以用它解释。

牛顿第三定律的漏洞就在于它并不能解释机翼顶部伯努利原理中提到的低压区。但是，只要飞机在飞行，低压区就是空气动力学无法忽视的因素。

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爱因斯坦短暂涉足航空后

竟说这是「愚蠢的行为」

牛顿第三定律在1687年提出、伯努利原理在1726年被提出，而莱特兄弟的第一架飞机在1903年起飞，成功起飞后人们为了解释空气动力学才把这两个理论套用在「飞机为什么能飞起来」的问题上。

相差了快两个世纪，牛顿和伯努利应该都不会想到自己的理论还能被应用到航空领域。

之后也有不少科学家为这个不解之谜「竞折腰」，比如说：爱因斯坦。

1916年，爱因斯坦给出了一个基于不可压缩和无摩擦流体（也就是理想流体假设）的解释。同时，他提出了一个与伯努利十分相似的原理：流体压力在速度较慢的地方更大，反之亦然。

利用这一原理爱因斯坦提出了一种机翼顶部略带隆起的设计，他认为这样的形状可以增加隆起部位的气流速度，从而降低那里的压力，产生压力差，使飞机飞起来。

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