飞向阿尔孔_第128页 首页

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   第128页 (第2/2页)

律,即物体或者不做运动,或者是做直线运动。电梯以某种方式变成了惯性系统,它的乘客不可能断定,他们是否会坠落到一个引力场中,或者是无重力地飘在空中。

    现在换一个想象的场景。物理学家们还在同一个电梯里,但这次他们是处在没有任何东西的空中,一个天体在远处吸引着它。一条缆绳固定在电梯的顶部,一种超自然的力量卷动着缆绳,电梯以始终不变的速度呼啸着升高rdquo;。乘客们仍然不知道他们身处哪里,于是他们又开始做实验,以便确定自己的位置。这一次他们坚信自己的双脚牢牢地站在地上。如果他们现在向上跳,则够不到天花板,因为他们脚下的地板在同他们一起向高处运动。如果他们把手里的东西松开,东西就会掉下去rdquo;。如果他们把这些东西向水平方向抛去,它们不是直线运动,而是画了一条抛物线后才落到地上。物理学家们一点都不知道,没有窗户的电梯正在宇宙空间向上运动,当然会以为,他们是在地球上一间不动的房子里,并臣服于习惯的万有引力定律。而如果他们的电梯同一个在自由空间漂浮的大型旋转木马一起转动的话,物理学家们将面对同样的问题。他们将注意到,一种无法解释的力从旋转木马的中心向他们抛射过来(一个身处旋转木马之外,懂点物理学的观测者立刻就会明白这是离心力的作用)。与此相反,电梯里的物理学家们由于不了解他们的位置,所以认为这是工作中的重力。如果他们停留的空间是封闭的六面光滑、空空的墙,他们就分辨不出哪个是顶部,哪个是地板,而只能感觉到他们撞到的那面墙的压力。被站在外面的观测者看作是外墙rdquo;的那一面,对电梯里的人来说是地板rdquo;。上和下都是相对的概念。对于我们来说,地球上的下rdquo;只不过是引力产生影响的方向。因此,当他们的电梯在太空中被缆绳向上rdquo;拖拽的时候,电梯里的物理学家们清楚地得出了同样的结论。他们的脚站在地上rdquo;,物体坠落了rdquo;。

    这一想象实验的电梯乘客们再次描述了重力现象,并且相信他们是处在一个静止的的引力场中。从这一想象实验中爱因斯坦得出了一个有重大理论意义的结论:惯性与万有引力的等价原理。它证明,任意一种力(加速、弹性碰撞、离心力等等)所引发的运动与万有引力产生的运动是无法区分的。每个飞行员都有这样的经验:在飞机上惯性效应和万有引力效应是无法分清楚的。在飞机俯冲后,不管飞行员是重新将飞机拉起还是紧接着做一个转弯动作,感觉都是相同的。在这两种情形下,出现了一种被称做引力负重rdquo;现象:头部血液涌到了别处,飞行员被强行压进他的座位里。对于不能使用仪器的盲rdquo;飞行员来说,这种影响的相似性同样会带来灾难性的后果。

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