逆向きには回らない石 ラトルバックは、舟のような形をした滑らかな木や石の塊で、まるで自分の意志を持っているかのようだ。一方向に回せば素直に回る。逆向きに回すと速度が落ち、揺れてガタガタと鳴り始め、やがて止まって好みの向きに回り直す——モーターも仕掛けもない。秘密は、湾曲した底面が重心に対してわずかにねじれていることで、『間違った』向きに回すとそのエネルギーが揺れに変わり、回転を反転させるのだ。
宇宙では、回るボルトがひとりでに反転する 重心の偏った物体を中間軸まわりに回すと、きれいには回らない——周期的にひっくり返り、また戻り、それを何度も繰り返す。1985年、宇宙ステーションの宇宙飛行士が無重力で蝶ナットを回し、一定のリズムで転がり続ける様子を観察した。この現象には中間軸定理という名がつくほど物理は確かなのに、その反転はまるで物体が気を変えたかのように見える。
逆さまになって回るコマ ティッペトップは、キノコのような形をした太いコマで、ばかげたことをやってのける。速く回すと突然ひっくり返り、細い軸の上で回転しながら釣り合い、その過程で自らの重心を持ち上げるのだ。原因は机との摩擦で、これが静かにコマを起こす。まったく同じ効果で、ゆで卵は横たわった状態から片端で回る状態へと立ち上がる——中身がちゃぷちゃぷ揺れる生卵には決してできない。
回るコインの音は一瞬で止まる コインや重い円盤を机の上で回して耳を澄ましてみよう。落ち着くにつれてガタガタという音は高く速くなり、そして驚くほど突然に止まる。円盤が机に向かって倒れ込むにつれ、接点は縁をますます速く駆け巡り、理論上は有限の時間で無限の速さに達する。2000年の研究は、この『有限時間特異点』こそが、回転が次第に弱まるのではなく一瞬で死ぬように見える理由だと示した。
磁石なしで真北を指すコンパス 磁気コンパスは磁極を指し、船の鋼鉄の船体に惑わされる。ジャイロコンパスは磁気をまったく無視する。高速で回され、ゆっくり振れるよう自由にされた重い円盤は、その軸を地球の自転に合わせ、真の地理上の北を指して落ち着く。実用的な最初の型は1908年ごろに登場し、以来、鋼鉄の軍艦はこれで針路を取ってきた。
十分速く回すと、コマは静止して見える 十分速く回されたコマは『眠り』と呼ばれる状態に入る。完全に直立し、その場に凍りついたかのように、まったく静止して見える。摩擦が速度を奪っていって初めて、コマは傾き始め、ゆっくりと円を描く——さらに奇妙なことに、回転が遅くなるほど円を描く速さは増す。回転が衰えるのとちょうど同じだけ、そのふらつきが速まるからで、最後はおなじみのガタガタ音で終わる。
一本のレールで均衡を保った列車 一世紀以上前、技術者たちは綱渡りのように一本のレールの上で均衡を保つ実物大の乗り物を造った。内部に隠された巨大な回転ジャイロスコープが車体を直立させていたのだ。ある発明家の二輪ジャイロカーは1910年ごろに披露され、片側に男たちが乗っても水平を保った。同じ仕掛けは、うねる波に対して船を安定させもした。だがどれも普及しなかった——車輪が止まったらどうなるか、誰もが恐れたからだ。
自転車は、回る車輪で立っているのではない 自転車が立っていられるのは、回る車輪がジャイロスコープのように働くからだ——誰もがそう教わる。だがそれは正しくない。2011年、研究者たちは逆回転する追加の車輪を取り付けてジャイロ効果を打ち消した自転車を造った——それでもその自転車は乗り手なしで自分から均衡を保ち、直立して走った。自転車の安定性は主に、ハンドルと重量の配置から生まれるのであって、車輪の回転からではない。
