冒险者的游戏:过山车的历史、物理与心理学

作者: 瞿立建

来源: 返朴

发布日期: 2021-11-15 12:55:56

过山车的历史追溯至俄罗斯的冰滑梯,经过多次改进演变为现代过山车。过山车不仅因其速度和刺激而受欢迎,还因其带来的恐惧感和生理反应吸引众多游客。心理学研究表明,过山车体验涉及感觉寻求、战斗或逃跑反应等多种因素。

追求刺激是人类的本能。过山车的前身是冰滑梯,这是俄罗斯人早在15世纪就搞出的刺激性活动。冰滑梯用木头搭建的,木制坡道覆盖上冰雪。人沿着木台阶,爬上相当于现在七八层楼的高度来到滑梯顶部,然后坐在雪橇上,沿着50度左右的坡,一滑而下,冰爽刺激,飞一般的感觉。

到了18世纪,俄罗斯把冰滑梯搞得更刺激了。滑梯不再仅仅是一段,而是多段联合滑梯。依山跨河,在满目壮美景观中,从一段滑梯冲下,再冲上下一段滑梯。冰滑梯上白天彩旗招展,晚上火把通明。白天滑不够,晚上接着滑。冰滑梯还走入了沙皇的宫廷,王公贵族、达官显贵也不惜千金之体,犯险求刺激。

俄罗斯的冰滑梯逐渐传入西欧,设计上也有进步。1804年,法国巴黎建了一座滑梯,给雪橇加了轮子,命名为“俄罗斯山”(法语名为“Les Montagnes Russes”)。这座车滑梯被视为现代过山车的鼻祖。车滑梯摆脱了自然的束缚,不是冬季也能玩。

“俄罗斯山”不仅刺激,也更危险,伤害事故层出不穷。吊诡的是,在当时这反而更吸引人来玩。1817年,法国人又做了改进,轮子更结实,坡上装上了轨道。巴黎这座名叫“空中漫步”(法语名称“The Promenades-Aériennes”)的滑梯,被认为是史上第一座现代过山车。

1846年,巴黎对坡道又做了变化,加上了一个直径达4米的圆形轨道。1887年,巴黎贝尔维尔地区建了一座大型车滑梯,由4段8字形轨道组成,长达200米,名为“贝尔维尔俄罗斯山”(法语名:Montagnes Russes de Belleville)。19世纪末到一战这段时间,科技进步,经济腾飞,没有大规模战争,被称为欧洲“美好年代”,车滑梯愈加流行。

1850年代,美国宾夕法尼亚州的一段废弃的山区铁路,被人用来寻求刺激。坐在车上,顺轨道而下。这种娱乐人们称为“重力铁路”(Gravity railroad)。重力铁路给了商人、发明家拉玛库斯·汤普森(LaMarcus Adna Thompson)很大启发。汤普森设计了之字形铁路,并于1884年在纽约康尼岛投入商业运营。真正的过山车,终于面世了。

汤普森的生意很成功,开业一周就收回了全部成本。汤普森的成功,吸引模仿者蜂拥而来。康尼岛成了过山车的试验场,创意新颖的、奇形怪状的、危险作死的,应有尽有。有人竟然设计出一种大炮过山车,车体用大炮打出来,飞行一段距离,落到另一段轨道上。但这种过山车最终没能试验成功。

对过山车有实质性改进的是汤普森公司的约翰·米勒(John Miller)。他一生有100多项过山车方面的专利,设计和参与设计150多座过山车。米勒首先大大改善了过山车的安全性,重新设计了各种轨道,让过山车跑得更快更刺激。米勒被誉为“现代高速过山车之父”。

直到1929年大萧条之前,过山车事业蓬勃发展,这是过山车的黄金时代,全球建了1500多座过山车。许多过山车设计师挣得了财富,留下了创意。设计师Harry Traver开始考虑抛弃木制轨道,改用钢轨道。可是他的设想还没有大规模铺开,大萧条就来了。之后第二次世界大战爆发,过山车没了游客,只好停止运营,甚至被拆除。

二战结束之后,美国一片欣欣向荣,普通家庭有钱又有闲。迪士尼洞察到人的需求,开建迪士尼乐园,并在其中建了一座新的过山车。1959年,加州迪士尼乐园的过山车建成了,整个形式仿瑞士阿尔卑斯山马特洪峰。其最大的创新在于抛弃了木轨道,采用了钢轨道。钢轨道便于设计更有难度的轨道。此后,各种有创意的轨道不断出现,过山车更快、更高、更长,不断自我超越,迎来全盛时期。

过山车给人享受,第一性原理是人体对变化的力作出响应,刺激人体分泌神经化学物质,如肾上腺素、多巴胺等。过山车上单位质量的人受到过山车的力,根据牛顿第二定律,为总加速度减去重力加速度,再除以重力加速度大小,叫作G力。为游客安全,过山车相关标准对G力的大小有规定。

G力是矢量,一般在生物力学坐标系里分解。国际标准组织(ISO)对过山车G力的安全范围以卵形图表示。游客对G力的承受时间也有限制。G=6,持续时间不得超过1秒;G=5,持续时间不得超过2秒。G越小,允许持续的时间就越长。相关标准对G力随时间的变化率(即加速度对时间的导数,叫作急动度)也有限制。

当你玩过山车的时候,倒是不必费力去测量加速度,来看过山车是不是符合标准。过山车是特种装备,国家严格监管,可以相信运营中的过山车都是不大可能出现灾难性事故的。你要做的就是感受快感,发出叫喊,享受加速度。

过山车心理学方面,过山车风靡世界,很多游乐场的过山车常常会有“排队两小时,坐车两分钟”的盛况。一个明显的答案是追求刺激。用心理学术语说,是为了感觉寻求。感觉寻求是指个体寻求多变、新异、复杂、强烈的感觉和体验,并且采取生理、社会、法律、经济等方面的冒险行为来获取以上体验的人格特质。

坐过山车显然属于刺激和冒险寻求,与攀岩、潜水、跳伞、死亡自拍等,归为一类。心理学家认为,过山车靠恐惧感带给人刺激,就像看恐怖片。恐惧使体内葡萄糖水平升高,带来心跳扑扑、喘气呼呼、活力满满等生理状况,心理学上称为“战斗或逃跑反应”。研究证实,坐过山车可以产生这种反应。

过山车乘客也会感到积极压力。荷兰科学家研究哮喘与压力与关系时发现,患有哮喘的志愿者坐过过山车后,哮喘症状可减轻。研究者认为,原因在于他们体验到了积极压力。过山车也不是人人都爱坐,个体差异也许可以脑化学来解释。除了内啡肽,大脑还分泌另一种快乐物质——多巴胺。心理学目前还不能回答人们享受过山车的真正心理原因是什么。也许本来就没有单一原因,而是高速激情、克服恐惧、生理刺激等多因素的综合效果。

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