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话说有一天，饭桶见地主气色不错，主动上前找茬，不，搭话：“地主你说你对自行车了若指掌，那你倒是说说，动起来的自行车到底为啥不会倒?”地主想都不想，就答道：“这个问题你问我算是找对人了。自行车不倒，其实指的就是自行车奇妙的稳定性，对于这个现象目前流传比较广泛的解释有两种：一是前轮的陀螺效应，二就是前又后倾设计。第一个原理很好理解，前轮快速转起来之前就像一支陀螺，陀螺自然会保持初始的平衡位置；第二点说白了就是前轮是被前又拉着走的，地面的摩擦力能迫使前轮在偏转后自动恢复到原来的中间位置上，车身恢复平衡后自然就不会倒。关于这一点，当年我在一篇文章里进行了详细的阐述，自己去看2009年10期《Geek》杂志。至于这两个原因哪一个是自行车保持平衡的决定性因素，我个人倾向于后者……”饭桶嘿嘿一笑，道：“我看未必吧!有说法是这两个都不是真正的原因，自行车前部重心的位置合不合理才是关键……”地主当即表示不服，于是两人又唇枪舌战起来。最后在围观群众的撺掇下，两人一致议定：用实验来说话!
格物
说干就干，地主捐出了闲置的爱车之一作为实验道具(说是捐，但是地主反复强调不得有任何损坏，否则……)，实验场地就选在编辑部楼下一块平整干燥的停车场。本次测试的基本思路是这样：为了排除人为骑行技术的影响，《Geek》仅以无人驾驶的自行车作为研究对象，观察它在受力平衡的情况下的运动状况；在整个实验中需要不断改变自行车自身的各种条件来反复测试，从而找出使自行车自动保持平衡的根本原因。为公平起见，地主和饭桶推选老朱作为测试人员。(老朱严重低估了本次测试所需的运动量以及室外天气的炎热程度，否则他打死也不会接下这笔业务……)
实验1，高速运动状态下的稳定性测试：把自行车的车身和龙头扶正后，老朱推着车跑动起来，当速度达到足以使车身保持平衡的程度时(目测时速大概在15公里左右)，再用力推它一把。不出所料，自行车很平稳地溜出去376、7米，在速度减慢倒下之前，老朱气喘吁吁地追上去把车扶住了。如此来回了5、8趟，结果都差不多，除了老朱的奔跑速度越来越慢……
结论1：只要达到了一定的速度，自行车就能够自动保持平衡并直线前进，这个时候骑车的人仅仅充当了动力源的角色。
实验2，扰动下的稳定性测试：初始条件与实验1相同，但是在自行车无人滑行的途中，老朱需全程跟随，并时不时地往左或往右推动一下车身，以测试自行车在轻微扰动下的稳定性。结果老朱每次一推车，自行车在稍稍倾斜之后很快就恢复了平衡，在因速度减慢而倒下之前同样稳稳地滑行了一大段距离。当然，推得太猛还是会直接倒地不起的(仅有一次，毕竟还是要考虑地主的感受)。
结论2：自行车有从轻微扰动中自动恢复平衡的机制，目测与前叉的结构有关。
实验3，无转向性下的稳定性测试：将前叉与车身用绳子牢牢绑起来，使之无法转动，此时的自行车就好比两个连在一起的大铁环。这下子结果就大大不同了，自行车在脱手之后没走几步就结结实实地倒下了，远远地在5楼编辑部目睹这一幕的地主心都碎了。楼下，老朱的手机顿时响起，一看是地主发来的短信：“老朱，车坏了可是要花钱修的!”于是老朱放弃了重复本实验的打算。
结论3：前叉能够灵活转动足自行车保持平衡的必要条件，当然，未必足充分必要条件。
实验4：反向行驶时的稳定性测试：所谓反向行驶，就是倒着把自行车推出去，此时原来的后轮变为前轮。嗯，结果也没啥悬念，与大家在生活中的直观感受一样，自行车在这种状态下也是无法保持平衡的。
结论4：当自行车反向行驶时，最大的特点就是转向轴的延长线与地面的交点在前轮(原来的后轮)着地点之后。这说明要使自行车保持平衡，转向轴不仅要能够灵活转动，轴线与地面的交点还不能在前轮着地点的后面太远。
转折
一般人看到这里，可能就会得出这样的结论了：前又后倾是自行车能够自动保持平衡的根本原因。难道地主就这样胜利了么?饭桶当然不会答应。果然，无视地主火热的目光，饭桶不慌不忙地打开一个网页，指给地主，道：“看见这辆名为TMS(见上图)的小自行车了么?它的前后轮不仅很小，而且各自装有一个反向旋转的副轮，能够大程度地抵消陀螺效应；前叉的转向轴几乎与地面垂直，轴线与地面的交点与前轮着地点几近重合，这又破除了前叉必须后倾的神话。只要前部重心位置合理，TMS同样可以保持直行。地主你说，‘前叉后倾说’是不是狗屁?”
地主定睛一看，原来这是荷兰达尔福特大学和美国康奈尔大学的物理学家们联合研制的一辆实验车，为的就是找出自行车保持平衡的真正原因。地主虽想反驳饭桶的“前部重心位置说”，但一时又寻不到有利的证据，于是只能暂时隐忍下来。回到家后，地主用PVC管和滑轮等装修剩余物资山寨了一个TMS，重复实验了若干次。果不其然，这辆特殊的自行车同样能够保持平衡，只是它的稳定性比前叉后倾的真正的自行车要差一些。地主百思不得其解：这到底是为什么呢?难道这几项因素都能影响自行车的稳定性?
致知
地主这么想就对了。单独来看，陀螺效应、前叉后倾设计以及合理的前部重心位置都不能对自行车的稳定性起决定性的作用，但这三者之间似乎存在着一股微妙的交互关联，从而影响到自行车的平衡能力。实验表明，当对这三点调整失误后，反而会令自行车更为不稳定。当然，决定一辆自行车的稳定性还有很多其他的因素，比如驾驶轴的几何形状，两轮之间的距离，地面的摩擦力或车体的重量分布……至今为止，还没有一个完美的数学公式能够彻底地描述出自行车平衡原理，因此饭桶和地主的争论注定没有结论。《Geek》想说的是，各位童鞋不妨从今天起好好学习数学和物理，说不定在不久的将来还能赶上解开这个千古之谜的机会呢!再不济发明一两款全新的自行车，推动一下人类的进步也是大功一件啊。
格物
说干就干，地主捐出了闲置的爱车之一作为实验道具(说是捐，但是地主反复强调不得有任何损坏，否则……)，实验场地就选在编辑部楼下一块平整干燥的停车场。本次测试的基本思路是这样：为了排除人为骑行技术的影响，《Geek》仅以无人驾驶的自行车作为研究对象，观察它在受力平衡的情况下的运动状况；在整个实验中需要不断改变自行车自身的各种条件来反复测试，从而找出使自行车自动保持平衡的根本原因。为公平起见，地主和饭桶推选老朱作为测试人员。(老朱严重低估了本次测试所需的运动量以及室外天气的炎热程度，否则他打死也不会接下这笔业务……)
实验1，高速运动状态下的稳定性测试：把自行车的车身和龙头扶正后，老朱推着车跑动起来，当速度达到足以使车身保持平衡的程度时(目测时速大概在15公里左右)，再用力推它一把。不出所料，自行车很平稳地溜出去376、7米，在速度减慢倒下之前，老朱气喘吁吁地追上去把车扶住了。如此来回了5、8趟，结果都差不多，除了老朱的奔跑速度越来越慢……
结论1：只要达到了一定的速度，自行车就能够自动保持平衡并直线前进，这个时候骑车的人仅仅充当了动力源的角色。
实验2，扰动下的稳定性测试：初始条件与实验1相同，但是在自行车无人滑行的途中，老朱需全程跟随，并时不时地往左或往右推动一下车身，以测试自行车在轻微扰动下的稳定性。结果老朱每次一推车，自行车在稍稍倾斜之后很快就恢复了平衡，在因速度减慢而倒下之前同样稳稳地滑行了一大段距离。当然，推得太猛还是会直接倒地不起的(仅有一次，毕竟还是要考虑地主的感受)。
结论2：自行车有从轻微扰动中自动恢复平衡的机制，目测与前叉的结构有关。
实验3，无转向性下的稳定性测试：将前叉与车身用绳子牢牢绑起来，使之无法转动，此时的自行车就好比两个连在一起的大铁环。这下子结果就大大不同了，自行车在脱手之后没走几步就结结实实地倒下了，远远地在5楼编辑部目睹这一幕的地主心都碎了。楼下，老朱的手机顿时响起，一看是地主发来的短信：“老朱，车坏了可是要花钱修的!”于是老朱放弃了重复本实验的打算。
结论3：前叉能够灵活转动足自行车保持平衡的必要条件，当然，未必足充分必要条件。
实验4：反向行驶时的稳定性测试：所谓反向行驶，就是倒着把自行车推出去，此时原来的后轮变为前轮。嗯，结果也没啥悬念，与大家在生活中的直观感受一样，自行车在这种状态下也是无法保持平衡的。
结论4：当自行车反向行驶时，最大的特点就是转向轴的延长线与地面的交点在前轮(原来的后轮)着地点之后。这说明要使自行车保持平衡，转向轴不仅要能够灵活转动，轴线与地面的交点还不能在前轮着地点的后面太远。
转折
一般人看到这里，可能就会得出这样的结论了：前又后倾是自行车能够自动保持平衡的根本原因。难道地主就这样胜利了么?饭桶当然不会答应。果然，无视地主火热的目光，饭桶不慌不忙地打开一个网页，指给地主，道：“看见这辆名为TMS(见上图)的小自行车了么?它的前后轮不仅很小，而且各自装有一个反向旋转的副轮，能够大程度地抵消陀螺效应；前叉的转向轴几乎与地面垂直，轴线与地面的交点与前轮着地点几近重合，这又破除了前叉必须后倾的神话。只要前部重心位置合理，TMS同样可以保持直行。地主你说，‘前叉后倾说’是不是狗屁?”
地主定睛一看，原来这是荷兰达尔福特大学和美国康奈尔大学的物理学家们联合研制的一辆实验车，为的就是找出自行车保持平衡的真正原因。地主虽想反驳饭桶的“前部重心位置说”，但一时又寻不到有利的证据，于是只能暂时隐忍下来。回到家后，地主用PVC管和滑轮等装修剩余物资山寨了一个TMS，重复实验了若干次。果不其然，这辆特殊的自行车同样能够保持平衡，只是它的稳定性比前叉后倾的真正的自行车要差一些。地主百思不得其解：这到底是为什么呢?难道这几项因素都能影响自行车的稳定性?
致知
地主这么想就对了。单独来看，陀螺效应、前叉后倾设计以及合理的前部重心位置都不能对自行车的稳定性起决定性的作用，但这三者之间似乎存在着一股微妙的交互关联，从而影响到自行车的平衡能力。实验表明，当对这三点调整失误后，反而会令自行车更为不稳定。当然，决定一辆自行车的稳定性还有很多其他的因素，比如驾驶轴的几何形状，两轮之间的距离，地面的摩擦力或车体的重量分布……至今为止，还没有一个完美的数学公式能够彻底地描述出自行车平衡原理，因此饭桶和地主的争论注定没有结论。《Geek》想说的是，各位童鞋不妨从今天起好好学习数学和物理，说不定在不久的将来还能赶上解开这个千古之谜的机会呢!再不济发明一两款全新的自行车，推动一下人类的进步也是大功一件啊。