18世纪60年代，第一次工业革命率先在英伦三岛爆发，随后迅速席卷整个欧洲大陆。1790年，法国人西夫拉克发明了自行车。这辆最早的自行车是由木头制成的，它的结构比较简单，既没有驱动装置，也没有转向装置，骑车人靠双脚用力蹬地前行，改变方向时也只能下车搬动车子。尽管这辆自行车有着万般缺点，但它毕竟是人类历史上第一辆自行车，所谓万事开头难，没有它就没有后面五花八门的各种改进版。
世界上第一辆自行车
真正具有现代形式的自行车是在18世纪70年代诞生的。这个时期，第一次工业革命业已完成，第二次工业革命正如火如荼地进行着，人类正在从“蒸汽时代”迈向“电气时代”。1874年，英国人罗松创造性地给自行车装上了链条和链轮，用后轮的转动来推动车子前行。
1874年改进版自行车
从目前来看，自行车可以说是人类发明的最成功、最成熟的人力机械之一了。这种结构简单的两轮机械自发明以来，就深受人们爱戴。荷兰人可能是这个世界上最喜欢骑自行车的。在荷兰，自行车的人均保有量达到惊人的1.09辆之多。
从1790年到现在已经过去了200多年的时间，奇怪的是，迄今为止，全世界的科学家都无法科学合理地解释自行车为什么能够保持平衡。2011年，《科学》杂志上发表文章指出，目前并没有一个合理的物理知识能够解答自行车的平衡之谜。
自行车在行驶过程中，到底是如何保持平衡的呢？早在19世纪末，科学界就提出了各种假说。其中占据主流地位的一种观点认为，自行车保持平衡的秘密是 “ 陀螺效应 ”原理 。
陀螺我们小时候都玩过，公园里晨练的大爷也有不少抽陀螺的。陀螺在高速旋转的过程中，会一直围绕着它的自转轴，保持旋转方向的惯性，从而能够在受到外力的情况下转个不停。高速旋转状态下的陀螺，不管遇到怎样的外力干涉，它的平衡都很难被破坏掉。
陀螺效应
生活中有很多现象都遵循 “ 陀螺效应 ”，比如打水漂、扔飞盘等。科学家认为，自行车也遵循“陀螺效应”，它的平衡是由于前轮高速旋转产生了离心力。我们可以把自行车的前轮想象成一个高速旋转的陀螺，只要保持一定的速度那么就能保持平衡。
然而，这一理论似乎有一个很明显的悖论：如果自行车仅凭高速旋转的轮子就能保持平衡，那就不存在骑车新手的问题了。事实上，没有人天生就会骑自行车，都要经过一定的练习才能骑好。
1970年，英国物理学家大卫·琼斯造了一辆特殊的自行车，直接击碎了“陀螺效应”的理论基础。大卫·琼斯的这辆自行车有两个前轮，一大一小，大前轮在小前轮的传动下，以不同的旋转方向转动。两个轮子的旋转方向不同，产生的角动量完全相反，且能够相互抵消，所以这辆特殊的自行车在理论上消除了 “ 陀螺效应 ”。
大卫·琼斯制作的自行车
也就是说，这辆自行车没有“陀螺效应”。神奇的是，这辆没有“陀螺效应”的自行车竟然也能够在骑行过程中保持平衡。
大卫·琼斯不仅亲手否定了“ 陀螺效应 ”，他还提出了自己的理论，用来解释自行车保持平衡之谜。他提出的理论被称为“前轮尾迹”理论。该理论认为，自行车在骑行过程中保持平衡完全是因为前轮在自行车将要倾倒的时候，由于车头向左右转动带动整个自行车重心重新向下 ，从而不会倒下，继续保持平衡。
“前轮尾迹”理论还没来得及占据主流地位，又被另一位大神给推翻了。2011年，有人制作了一辆没有车头的自行车，这辆自行车的前、后轮分别由两个轮子组成，这两个轮子的旋转方向相反，抵消了前后轮的角动量。同时，这辆自行车的车把比前轮靠后，意味着靠 “ 前轮尾迹 ” 改变车体重心来保持平衡的理论也站不住脚跟了。
这辆既没有“ 陀螺效应 ”，也没有“ 前轮尾迹 ”的自行车，竟然也能够飞快地向前行驶，并能够保持平衡。
时至今日，科学家依然没有找到完美的理论来解释自行车为什么能够保持平衡而不倒。有人可能会提出质疑：既然不知道自行车保持平衡的原理，那么它又是如何被造出来的呢？
说出来你可能不信，自行车的诞生，完全是依靠人们长期积累的生产生活经验，而不是系统的自行车动力学等理论。
其实不光是自行车，就连莱特兄弟发明的飞机，也是完全依靠前人的经验制造出来的。莱特兄弟并不知道飞机是如何产生流体力学的，更不知道飞机的进阶升力、机翼周围产生的漩涡是怎么回事。
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