二十年前的小朋友很好哄，一個陀螺就能打發(fā)一下午的時間。大江南北，似乎都有這種轉(zhuǎn)啊轉(zhuǎn)的玩具。記得曾在書上讀到，東北小朋友在冰上玩的陀螺要用鞭子抽。身處南國的筆者，冰面與鞭子都未曾見過，而見過的陀螺也都是塑料的，用手一擰，在桌上就滴溜溜地轉(zhuǎn)起來，顏色混合而又慢慢分離，變幻攝人眼球。

還記得有一種會倒立的陀螺，一開始大頭朝下轉(zhuǎn)著，慢慢地整個陀螺就會翻過來，變成大頭朝上。在科普大師馬丁·加德納的書中，也有提到到這種會倒立的陀螺。玩意雖小，也給世界各地的人帶來過樂趣。

【倒立陀螺】

那么，陀螺為何轉(zhuǎn)而不倒？也許你會回答，角動量守恒。

通俗來說，角動量守恒就是旋轉(zhuǎn)中的物體傾向于繞著相同的旋轉(zhuǎn)軸，以相同方向繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。如果沒有外力作用，旋轉(zhuǎn)永不休止。也就是說，旋轉(zhuǎn)本身也有一種慣性。輕輕推一下旋轉(zhuǎn)中的陀螺，它也只會開始搖搖晃晃，而不會立刻倒下來。

地球本身是個更宏觀的例子。數(shù)十億年來，地球圍繞著太陽公轉(zhuǎn)，圍繞著地軸自轉(zhuǎn)，未有一刻歇息。公轉(zhuǎn)而有春夏秋冬，自轉(zhuǎn)而有晝夜晨昏，日常熟悉的這一切變化并非理所當(dāng)然，它們來自太陽系形成時，星云旋轉(zhuǎn)的角動量。

但在人力所及之處，要歸納出這個看似簡單的定理，竟也花了不少時間。究其原因，我們的世界是如此不完美，摩擦力無處不在，不斷消磨著各種運動，以至于大賢亞里士多德竟會認(rèn)為力是維持物體運動的必要條件，并且整個西方世界這樣一錯就是一千年。

人們第一次窺視到角動量的一鱗半爪，還是在星空中，那里星體的運動沒有摩擦力的阻礙。發(fā)現(xiàn)者則是一位眼睛不好的天文學(xué)家——開普勒。他自己做不了觀測，但他的老師第谷留下了需要的所有資料。天行有常，而在紙堆中，他發(fā)現(xiàn)了行星的“?！保簿褪呛笕丝谥械拈_普勒三定律，闡述了行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn)的規(guī)律。而其中的第二條——無論在軌道何處，行星與太陽的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相同——實際上就是角動量守恒的體現(xiàn)。

之后的牛頓更是將開普勒的工作發(fā)揚(yáng)光大。他的力學(xué)三定律以及萬有引力，用可以計算的公式詮釋了開普勒的發(fā)現(xiàn)。而在牛頓力學(xué)中，人類終于完全抓住了旋轉(zhuǎn)的規(guī)律，可以隨意計算有關(guān)旋轉(zhuǎn)的一切，而角動量守恒也成為了理所當(dāng)然的推論。

對于客觀規(guī)律，感性認(rèn)識只是不甚可靠的第一步，可以量化并計算的理論卻有著實實在在的用處。發(fā)電機(jī)和電動機(jī)利用旋轉(zhuǎn)的力量，轉(zhuǎn)化著不同形式的能量，構(gòu)成了現(xiàn)代文明的基石。而在設(shè)計中，對旋轉(zhuǎn)的計算直接關(guān)系到機(jī)械的安全和性能。

陀螺儀則是對于角動量守恒最為直接的應(yīng)用。強(qiáng)有力的轉(zhuǎn)動使它指向固定的方向，無論是大風(fēng)大浪還是火箭發(fā)射，都不能使它的指向偏離一分半毫。也唯有如此，它才能指引船只、飛機(jī)甚至宇宙探測器沿著指定的方向航行，到達(dá)最終的目的地。