自zi從cong亞ya裏li士shi多duo德de時shi代dai以yi來lai，人ren們men一yi直zhi以yi為wei力li是shi運yun動dong的de原yuan因yin
，沒mei有you力li的de作zuo用yong物wu體ti的de運yun動dong都dou會hui靜jing止zhi。直zhi到dao伽jia利li略lve提ti出chu了le下xia麵mian這zhe一yi個ge家jia喻yu戶hu曉xiao的de思si想xiang實shi驗yan
，人ren們men才cai知zhi道dao了le慣guan性xing原yuan理li——一個不受任何外力(或者合外力為0)的物體將保持靜止或勻速直線運動：

 

 

設想一個一個豎直放置的V字(zi)形(xing)光(guang)滑(hua)導(dao)軌(gui)
，一(yi)個(ge)小(xiao)球(qiu)可(ke)以(yi)在(zai)上(shang)麵(mian)無(wu)摩(mo)擦(ca)的(de)滾(gun)動(dong)。讓(rang)小(xiao)球(qiu)從(cong)左(zuo)端(duan)往(wang)下(xia)滾(gun)動(dong)，小(xiao)球(qiu)將(jiang)滾(gun)到(dao)右(you)邊(bian)的(de)同(tong)樣(yang)高(gao)度(du)。如(ru)果(guo)降(jiang)低(di)右(you)側(ce)導(dao)軌(gui)的(de)斜(xie)率(lv)，小(xiao)球(qiu)仍(reng)然(ran)將(jiang)滾(gun)動(dong)到(dao)同(tong)樣(yang)高(gao)度(du)，此(ci)時(shi)小(xiao)球(qiu)在(zai)水(shui)平(ping)方(fang)向(xiang)上(shang)將(jiang)滾(gun)得(de)更(geng)遠(yuan)。斜(xie)率(lv)越(yue)小(xiao)
，則(ze)小(xiao)球(qiu)為(wei)了(le)滾(gun)到(dao)相(xiang)同(tong)高(gao)度(du)就(jiu)必(bi)須(xu)滾(gun)得(de)越(yue)遠(yuan)。此(ci)時(shi)再(zai)設(she)想(xiang)右(you)側(ce)導(dao)軌(gui)斜(xie)率(lv)不(bu)斷(duan)降(jiang)低(di)以(yi)至(zhi)於(yu)降(jiang)為(wei)水(shui)平(ping)
，則(ze)根(gen)據(ju)前(qian)麵(mian)的(de)經(jing)驗(yan)
，如(ru)果(guo)無(wu)摩(mo)擦(ca)力(li)阻(zu)礙(ai)，小(xiao)球(qiu)將(jiang)會(hui)一(yi)直(zhi)滾(gun)動(dong)下(xia)去(qu)

，保(bao)持(chi)勻(yun)速(su)直(zhi)線(xian)運(yun)動(dong)。

 

zairenheshijideshiyandangzhong，yinweimocalizongshiwufahulve，suoyirenhezhenshideshiyandouwufayangedizhengmingguanxingyuanli，zheyezhengshigurenmeiyoudechuguanxingyuanlideyuanyin。ranersixiangshiyanjiukeyizuodao
，jinjintongguorichangjingyandeyanshenjiukeyirangrenheyigelixingderenxiangxinguanxingyuanlidezhengquexing
，zheyizuijiandandesixiangshiyanzuyitixianchusixiangshiyandefengmang！

 

 

仍(reng)是(shi)受(shou)亞(ya)裏(li)士(shi)多(duo)德(de)的(de)影(ying)響(xiang)，伽(jia)利(li)略(lve)之(zhi)前(qian)的(de)人(ren)們(men)以(yi)為(wei)越(yue)重(zhong)的(de)物(wu)體(ti)下(xia)落(luo)越(yue)快(kuai)，而(er)越(yue)輕(qing)的(de)物(wu)體(ti)下(xia)落(luo)越(yue)慢(man)。伽(jia)利(li)略(lve)在(zai)比(bi)薩(sa)斜(xie)塔(ta)上(shang)的(de)著(zhu)名(ming)實(shi)驗(yan)人(ren)盡(jin)皆(jie)知(zhi)
，可(ke)是(shi)很(hen)多(duo)人(ren)不(bu)知(zhi)道(dao)的(de)是(shi)，其(qi)實(shi)在(zai)這(zhe)之(zhi)前(qian)伽(jia)利(li)略(lve)已(yi)經(jing)通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)思(si)想(xiang)實(shi)驗(yan)證(zheng)明(ming)了(le)兩(liang)個(ge)小(xiao)球(qiu)必(bi)須(xu)同(tong)時(shi)落(luo)地(di)：

 

如(ru)果(guo)亞(ya)裏(li)士(shi)多(duo)德(de)的(de)論(lun)斷(duan)是(shi)對(dui)的(de)話(hua)，那(na)麼(me)不(bu)妨(fang)設(she)想(xiang)把(ba)一(yi)個(ge)重(zhong)球(qiu)和(he)一(yi)個(ge)輕(qing)球(qiu)綁(bang)在(zai)一(yi)起(qi)下(xia)落(luo)。由(you)於(yu)重(zhong)的(de)落(luo)得(de)快(kuai)而(er)輕(qing)的(de)落(luo)得(de)慢(man)，輕(qing)球(qiu)會(hui)拖(tuo)拽(zhuai)住(zhu)重(zhong)球(qiu)給(gei)它(ta)一(yi)個(ge)阻(zu)力(li)讓(rang)它(ta)減(jian)速(su)
，因(yin)此(ci)倆(liang)球(qiu)的(de)下(xia)落(luo)速(su)度(du)應(ying)該(gai)會(hui)介(jie)於(yu)重(zhong)球(qiu)和(he)輕(qing)球(qiu)下(xia)落(luo)速(su)度(du)之(zhi)間(jian)。然(ran)而(er)，如(ru)果(guo)把(ba)兩(liang)個(ge)球(qiu)看(kan)成(cheng)一(yi)個(ge)整(zheng)體(ti)
，則(ze)總(zong)重(zhong)量(liang)大(da)於(yu)重(zhong)球(qiu)，它(ta)應(ying)當(dang)下(xia)落(luo)得(de)比(bi)重(zhong)球(qiu)單(dan)獨(du)下(xia)落(luo)時(shi)更(geng)快(kuai)的(de)。於(yu)是(shi)這(zhe)兩(liang)個(ge)推(tui)論(lun)之(zhi)間(jian)自(zi)相(xiang)矛(mao)盾(dun)，亞(ya)裏(li)士(shi)多(duo)德(de)的(de)論(lun)斷(duan)錯(cuo)誤(wu)
，兩(liang)個(ge)小(xiao)球(qiu)必(bi)須(xu)同(tong)時(shi)落(luo)地(di)。

 

youleshangshusixiangshiyan，shijishanglianggexiaoqiutongshiluodijiuyijingbujinshiyigewulishangchenglidedinglvle，ershizailuojishangjiubixuruci。zaizhegelizizhong，sixiangshiyanqidaolezhenshishiyanwufadadaodezuoyong：即便在我們高中所學的牛頓引力理論不適用的情形，兩個小球同時落地依然是成立的！後麵我會講到廣義相對論中的等效原理
，這個思想實驗在邏輯上的必然成立是愛因斯坦總結出等效原理的關鍵因素。

 

 

 

rutu，yimenjiazaigaoshanshangdedapaoyihengaodesuduxiangwaishuipingdifashepaodan，paodansuduyuekuai，jiuhuiluodaoyueyuandedifang。yidansuduzugoukuai
，zepaodanjiuyongyuanyebuhuiluodi
，ershihuiraozhediqiuzuozhouqixingdeyundong。

 

牛頓的這一簡單的思想實驗，第一次讓人們認識到
，原來月球不會掉到地上來（也不會飛走）的原因
，正是導致蘋果落地的引力！牛頓的引力理論促成了人們認識上的一個飛躍：天上的東西並不“神聖”，他們遵循的規律和地上的普通物體完全一致。

 

 

 

用yong長chang繩sheng吊diao一yi水shui桶tong，讓rang它ta旋xuan轉zhuan至zhi繩sheng扭niu緊jin，然ran後hou將jiang水shui注zhu入ru
，水shui與yu桶tong暫zan時shi都dou處chu於yu靜jing止zhi中zhong，這zhe時shi顯xian然ran液ye麵mian水shui平ping。再zai突tu然ran使shi桶tong反fan方fang向xiang旋xuan轉zhuan
，剛gang開kai始shi的de時shi候hou水shui麵mian並bing未wei跟gen隨sui著zhe運yun動dong，此ci時shi水shui麵mian仍reng然ran水shui平ping。但dan是shi後hou來lai，桶tong逐zhu漸jian把ba運yun動dong傳chuan遞di給gei水shui
，使shi水shui也ye開kai始shi旋xuan轉zhuan，就jiu可ke以yi看kan到dao水shui漸jian漸jian離li開kai其qi中zhong心xin而er沿yan桶tong壁bi上shang升sheng形xing成cheng凹ao麵mian。運yun動dong越yue快kuai，水shui升sheng的de越yue高gao。倘tang若ruo此ci時shi突tu然ran讓rang桶tong靜jing止zhi
，水shui由you於yu慣guan性xing仍reng將jiang旋xuan轉zhuan，此ci時shi的de液ye麵mian仍reng為wei凹ao麵mian。牛niu頓dun認ren為wei，水shui麵mian的de下xia凹ao
，不bu是shi由you水shui對dui周zhou圍wei的de相xiang對dui運yun動dong造zao成cheng的de，而er是shi由you水shui的de絕jue對dui的de
、真正的圓周運動造成的，因此由水麵的下凹就可以判斷絕對運動的存在。

 

zheyisixiangshiyan，shiniudunweilelunzhengjueduikongjiandecunzaiershejichulaide。raner，zhongsuozhouzhi，niudundejueduishikongguanqishishicuowude，yejiushishuozheyisixiangshiyanqishishigeshibaidelizi。zheyimiuwu
，zai100多年之後才被哲學家兼物理學家馬赫所指出。馬赫認為，水麵的凹陷
，並不是由於水相對於“絕對空間”的de運yun動dong，而er是shi由you於yu相xiang對dui宇yu宙zhou間jian的de所suo有you其qi他ta物wu體ti的de運yun動dong，這zhe些xie其qi他ta所suo有you物wu體ti通tong過guo引yin力li對dui水shui施shi加jia了le作zuo用yong。其qi中zhong起qi決jue定ding性xing作zuo用yong的de物wu體ti則ze是shi遙yao遠yuan的de天tian體ti，正zheng是shi遙yao遠yuan的de天tian體ti的de“參考係拖拽”zuoyongshidexiangduiyutamenxuanzhuandeyemianfashengleaoxian。maherenweibingbucunzaijueduikongjian，suoyoucankaoxidengjia。tangruonenggoushishuimianbaochijingzhi，errangsuoyouyaoyuantiantiyitongxuanzhuan，anzhaomahedeguandian
，jingzhishuimianjiangchanshengaoyemian。

 

我wo們men顯xian然ran無wu法fa做zuo這zhe樣yang的de實shi驗yan，但dan是shi如ru果guo用yong幾ji公gong裏li厚hou的de水shui桶tong做zuo上shang麵mian的de水shui桶tong實shi驗yan
，則ze人ren們men便bian不bu能neng肯ken定ding牛niu頓dun對dui液ye麵mian的de平ping凹ao的de判pan斷duan了le。。後hou來lai，馬ma赫he的de觀guan點dian對dui愛ai因yin斯si坦tan發fa明ming廣guang義yi相xiang對dui論lun產chan生sheng了le決jue定ding性xing的de影ying響xiang
，馬ma赫he原yuan理li本ben身shen也ye隨sui著zhe廣guang義yi相xiang對dui論lun的de逐zhu漸jian證zheng實shi而er得de到dao了le廣guang泛fan認ren可ke。

 

 

在20世紀的宇宙大爆炸理論提出之前
，人們對於宇宙的認識是樸素的：宇宙無限大、存在的時間無限長、宇宙處於穩恒態、宇宙中的星體分布在大尺度上均勻。然而那時的人們不知道的是，從這四條基本假設卻可以邏輯地推出與事實明顯相悖的結論——奧伯斯佯謬：

 

ruguoyuzhoushiwenheng
，wuxianda，shikongpingzhide，qizhongjunyunfenbuzhetongyangdefaguangti，youyufaguangtidezhaoduyujulidepingfangchengfanbi，eryidingjulishangqiukeneidefaguangtishumuhejulidepingfangchengzhengbi，zheyangjiushideduiquanbufaguangtidezhaodudejifenbushoulian

，heiyedetiankongyingdangshiwuxianliangde。

 

ranermeitiandeheiyezongshiruqijianglin，tiankongbingbushiyizhiwuxianliangzhe。zhejiushuomingyiqianwomenduiyuzhouderenshicunzaiwenti。aobosibenrengeichuleyigejieshi
，tarenweiyuzhouzhongcunzaidechenai
、bufaguangdexingtixishouleyibufenguangxian。ranerzhegejieshishicuowude
，yinweigenjurelixuediyidinglv，nengliangbidingshouheng，gucizhongjiandezugewuhuibianreerkaishifangchufushe
，jieguodaozhitianshangyoujunyundefushe，wenduyingdangdengyufaguangtibiaomiandewendu
，yejitiankonghexingtiyiyangliang
，ranershishishangmeiyouguanchadaozhezhongxianxiang。zhidaoyuzhoudabaozhalilundetichu
，aobosiyangmiucaiyingrenerjie。genjudabaozhalilun，yuzhoudanshengyu150億(yi)年(nian)前(qian)的(de)一(yi)個(ge)大(da)爆(bao)炸(zha)，到(dao)現(xian)在(zai)宇(yu)宙(zhou)仍(reng)處(chu)在(zai)膨(peng)脹(zhang)的(de)過(guo)程(cheng)當(dang)中(zhong)
，因(yin)此(ci)，宇(yu)宙(zhou)的(de)存(cun)在(zai)時(shi)間(jian)便(bian)是(shi)有(you)限(xian)的(de)，並(bing)且(qie)並(bing)非(fei)處(chu)在(zai)穩(wen)恒(heng)態(tai)。四(si)條(tiao)基(ji)本(ben)假(jia)設(she)的(de)兩(liang)條(tiao)已(yi)經(jing)不(bu)再(zai)成(cheng)立(li)
，因(yin)此(ci)奧(ao)伯(bo)斯(si)佯(yang)謬(miu)也(ye)自(zi)然(ran)被(bei)瓦(wa)解(jie)。

 

 

牛(niu)頓(dun)之(zhi)後(hou)的(de)時(shi)代(dai)，經(jing)典(dian)力(li)學(xue)在(zai)描(miao)述(shu)世(shi)界(jie)上(shang)產(chan)生(sheng)了(le)巨(ju)大(da)的(de)成(cheng)功(gong)
，人(ren)們(men)逐(zhu)漸(jian)的(de)相(xiang)信(xin)世(shi)界(jie)是(shi)可(ke)以(yi)用(yong)物(wu)理(li)定(ding)律(lv)機(ji)械(xie)地(di)描(miao)述(shu)的(de)。比(bi)較(jiao)極(ji)端(duan)地(di)，拉(la)普(pu)拉(la)斯(si)就(jiu)相(xiang)信(xin)機(ji)械(xie)決(jue)定(ding)論(lun)，認(ren)為(wei)世(shi)間(jian)萬(wan)物(wu)（包括人類、社會）都逃不過確定的物理定律的掌控。

 

“womenkeyibayuzhouxianzaidezhuangtaishiweiqiguoquguoyijiweilaideyin。ruguoyigezhinengzhidaomouyikesuoyouziranyundongdelihesuoyouzirangouchengdewujiandeweizhi，jiarutayenenggouduizhexieshujujinxingfenxi，nayuzhoulizuidadewutidaozuixiaodelizideyundongdouhuibaohanzaiyitiaojiandangongshizhong。duiyuzhezhizhelaishuomeiyoushiwuhuishihanhude，erweilaizhihuixiangguoqubanchuxianzaitamianqian。”——拉普拉斯

 

拉普拉斯提到的“智能”
，便是後人所稱的“拉普拉斯妖”。倘若拉普拉斯妖是存在的，那這個世界也太可怕了：你我的行為全部都可以通過計算得出，我們的命運也全都被物理定律+初始條件嚴格的定出了，沒有什麼會是計算之外的
，那生活還有什麼樂趣可言！幸xing運yun的de是shi，混hun沌dun理li論lun和he量liang子zi力li學xue的de發fa展zhan
，讓rang拉la普pu拉la斯si妖yao永yong遠yuan也ye不bu可ke能neng存cun在zai了le。量liang子zi力li學xue告gao訴su我wo們men
，物wu理li量liang都dou是shi有you不bu確que定ding性xing的de，不bu可ke能neng無wu誤wu差cha地di精jing確que測ce量liang。而er混hun沌dun理li論lun則ze表biao明ming，隻zhi要yao涉she及ji3gejigengduodewuti
，chushitiaojiandejiqiweixiaodechabiejiangdaozhizuihoujieguodeqianchawanbie。conglingyigejiaodulaishuo，lapulasiyaoshijiyujingdianlixuekeniguochengde，ranerzhenshidexitongqueshimanzurelixuedierdinglv（熵增原理）的不可逆過程。因此世界仍是充滿不確定性充滿了驚喜的，人也可以憑借自己的主觀努力去改變自己的命運。

 

 

 

中學時我們都曾學過熱力學第二定律（熵增原理）：孤立係統的不可逆過程熵總是在增加。“落葉永離

，覆水難收；欲死灰之複燃，艱乎其力；願破鏡之重圓，冀也無端；人生易老
，返老還童隻是幻想
；生米煮成熟飯，無可挽回...”zhexiedoushishangzengyuanlizaishijishenghuozhongdefanying
，taxianzaiyeyijingchengweilewulixuezhongzuilaobukepodeyuanlizhiyi。ranerdangnianmaikesiweiquezengtichuguoyigeduishangzengyuanlidejienan
，feichanglingrenkunhuo：

 

一個絕熱容器被分成相等的兩格，中間是由“麥克斯韋妖”控製的一扇小“門”，容器中的空氣分子作無規則熱運動時會向門上撞擊，“門”可(ke)以(yi)選(xuan)擇(ze)性(xing)的(de)將(jiang)速(su)度(du)較(jiao)快(kuai)的(de)分(fen)子(zi)放(fang)入(ru)一(yi)格(ge)
，而(er)較(jiao)慢(man)的(de)分(fen)子(zi)放(fang)入(ru)另(ling)一(yi)格(ge)
，這(zhe)樣(yang)
，其(qi)中(zhong)的(de)一(yi)格(ge)就(jiu)會(hui)比(bi)另(ling)外(wai)一(yi)格(ge)溫(wen)度(du)高(gao)，係(xi)統(tong)的(de)熵(shang)降(jiang)低(di)了(le)。可(ke)以(yi)利(li)用(yong)此(ci)溫(wen)差(cha)，驅(qu)動(dong)熱(re)機(ji)做(zuo)功(gong)，而(er)這(zhe)是(shi)與(yu)熱(re)力(li)學(xue)第(di)二(er)定(ding)律(lv)相(xiang)矛(mao)盾(dun)的(de)。

 

對於這個詰難的反駁
，可並不是一件輕鬆的事情。有人可能以為麥克斯韋妖在打開
、guanbimendeshihouxuyaoxiaohaonengliang，zhelichanshengdeshangzenghuidixiaodiaoxitongshangdejiangdi。ranerkaiguanmenxiaohaodenengliangquebushibenzhide
，takeyirenyijiangdidaozugouxiao。duiyumaikesiweiyaodezhenzhengjieshi，zhidao20世紀才被揭開。關於熵的問題向來比較難懂，因此我直接引用趙凱華先生在《新概念力學·熱學》中的話：“maikesiweiyaoyouhuodehecunchufenziyundongxinxidenengli，takaoxinxilaiganyuxitong，shitanizheziranjiedefangxiangjinxing。anxiandaideguandian，xinxijiushifushang
，maikesiweiyaojiangfushangshurugeixitong

，jiangdiletadeshang。
 

那(na)麼(me)

，麥(mai)克(ke)斯(si)韋(wei)妖(yao)怎(zen)樣(yang)才(cai)能(neng)獲(huo)得(de)所(suo)需(xu)的(de)信(xin)息(xi)呢(ne)
？它(ta)必(bi)須(xu)有(you)一(yi)個(ge)溫(wen)度(du)與(yu)環(huan)境(jing)不(bu)同(tong)的(de)微(wei)型(xing)光(guang)源(yuan)去(qu)照(zhao)亮(liang)分(fen)子(zi)，這(zhe)就(jiu)需(xu)要(yao)耗(hao)費(fei)一(yi)定(ding)的(de)能(neng)量(liang)，產(chan)生(sheng)額(e)外(wai)的(de)熵(shang)。麥(mai)克(ke)斯(si)韋(wei)妖(yao)正(zheng)是(shi)以(yi)此(ci)為(wei)代(dai)價(jia)才(cai)獲(huo)得(de)了(le)所(suo)需(xu)的(de)信(xin)息(xi)（即負熵）的，這額外熵的產生補償了係統裏熵的減少。總起來說，即使真有麥克斯韋妖存在，它的工作方式也不違反熱力學第二定律。”
 

 

aiyinsitandexiayixiangduilunjianlilequanxindeshikongguan，duiyudangshiderenmenlaishuonanyijieshou。yincizicongtichuyilai，xiayixiangduilunjiushoudaolegezhongjienan，qizhongzuizhumingdedangshushuangshengziyangmiu。danshiwulunruhejienan，xiayixiangduilundoukeyihenwanmeidegeichujieshi，suoyoudeyangmiudoubeiyiyihuajie，yanjiuzhexieyangmiukeyigengjiashenkedelijiexiayixiangduilundeshikongguan。

 

在狹義相對論中，運動的參考係時間會變緩，即所謂的動鍾變慢效應。現在設想這樣一個情景：有一對雙胞胎A和B，A留在地球上，B乘坐接近光速的飛船向宇宙深處飛去。飛船在飛出一段距離之後掉頭往回飛，最終降落回地球，兩兄弟見麵。現在問題來了：A認為B在運動的時候時間變慢
，B應當比A年輕
；而同樣地
，在B看來，是A一直在運動，是A的時間變慢了
，A應當比B年輕才是。那麼兄弟倆究竟誰更年輕呢
？狹義相對論是否自相矛盾了
？

 

事實上，理解雙生子佯謬的關鍵
，是要清楚A和B的地位並不對等：兩人中隻有B經曆了加速過程，B在飛船掉頭的時候不可避免的要經曆一次加速。因此，隻有A才是處在狹義相對論成立的慣性係當中，隻有A的看法是正確的：當兄弟倆見麵時

，B比A更年輕。類似的效應已經被精密實驗所證實了。其實隻要用狹義相對論做詳盡的計算，也能夠從B的角度理解為什麼B比A更(geng)年(nian)輕(qing)，但(dan)是(shi)這(zhe)不(bu)得(de)不(bu)做(zuo)繁(fan)瑣(suo)的(de)計(ji)算(suan)
，這(zhe)裏(li)就(jiu)不(bu)給(gei)出(chu)了(le)。至(zhi)此(ci)我(wo)們(men)可(ke)以(yi)放(fang)心(xin)地(di)說(shuo)，狹(xia)義(yi)相(xiang)對(dui)論(lun)在(zai)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)上(shang)是(shi)沒(mei)有(you)包(bao)含(han)矛(mao)盾(dun)的(de)。但(dan)是(shi)出(chu)去(qu)旅(lv)遊(you)一(yi)圈(quan)的(de)雙(shuang)胞(bao)胎(tai)兄(xiong)弟(di)居(ju)然(ran)回(hui)來(lai)就(jiu)比(bi)較(jiao)年(nian)輕(qing)了(le)
，這(zhe)一(yi)點(dian)可(ke)是(shi)顛(dian)覆(fu)了(le)大(da)多(duo)數(shu)人(ren)的(de)世(shi)界(jie)觀(guan)的(de)...可是這是事實，不信也得信呀！

 

 

在中學裏大家都學了質量的概念，然而事實上是有兩種不同的質量的：慣性質量和引力質量。慣性質量是F=ma中的m，它是慣性大小的量度
；引力質量是F=GMm/r^2中的m，tashiyinlidaxiaodeliangdu。zhisuoyizhongxuelibingbuduizheerzhejinxingqufen，shiyinweizheerzhejingquedixiangdeng。zheyishishibingbushilisuodangrande，eraiyinsitanzhengshitongguozheyishenqideshishi

，guinachuleguangyixiangduilundeyigejibenjiashe：等效原理。

 

 

設想一個處於自由空間（沒有引力作用）中的宇宙飛船
，它以a=9.8m/s^2的加速度做加速直線運動。倘若裏麵的人扔出一個小球，小球由於慣性，將以9.8m/s^2的加速度落地

；而(er)這(zhe)正(zheng)如(ru)一(yi)個(ge)處(chu)於(yu)引(yin)力(li)場(chang)中(zhong)的(de)慣(guan)性(xing)係(xi)所(suo)表(biao)現(xian)的(de)那(na)樣(yang)。非(fei)慣(guan)性(xing)係(xi)中(zhong)的(de)慣(guan)性(xing)力(li)正(zheng)比(bi)於(yu)慣(guan)性(xing)質(zhi)量(liang)，而(er)引(yin)力(li)則(ze)正(zheng)比(bi)於(yu)引(yin)力(li)質(zhi)量(liang)。慣(guan)性(xing)質(zhi)量(liang)與(yu)引(yin)力(li)質(zhi)量(liang)相(xiang)等(deng)這(zhe)一(yi)事(shi)實(shi)，導(dao)致(zhi)了(le)慣(guan)性(xing)力(li)與(yu)引(yin)力(li)這(zhe)兩(liang)種(zhong)效(xiao)應(ying)無(wu)法(fa)區(qu)分(fen)，這(zhe)就(jiu)是(shi)弱(ruo)等(deng)效(xiao)原(yuan)理(li)。愛(ai)因(yin)斯(si)坦(tan)進(jin)一(yi)步(bu)推(tui)廣(guang)
，對(dui)於(yu)一(yi)切(qie)物(wu)理(li)過(guo)程(cheng)（不僅僅是力學過程），自由空間中的加速運動參考係，與引力作用下的慣性係

，這二者在原則上完全不可區分
，這就是強等效原理。

 

“引(yin)力(li)場(chang)中(zhong)一(yi)切(qie)物(wu)體(ti)都(dou)具(ju)有(you)同(tong)一(yi)的(de)加(jia)速(su)度(du)
，這(zhe)條(tiao)定(ding)律(lv)也(ye)可(ke)表(biao)述(shu)為(wei)慣(guan)性(xing)質(zhi)量(liang)同(tong)引(yin)力(li)質(zhi)量(liang)相(xiang)等(deng)，它(ta)當(dang)時(shi)就(jiu)使(shi)我(wo)認(ren)識(shi)到(dao)它(ta)的(de)全(quan)部(bu)重(zhong)要(yao)性(xing)。我(wo)為(wei)它(ta)的(de)存(cun)在(zai)感(gan)到(dao)極(ji)為(wei)驚(jing)奇(qi)，並(bing)且(qie)猜(cai)想(xiang)其(qi)中(zhong)必(bi)有(you)一(yi)把(ba)可(ke)以(yi)更(geng)深(shen)入(ru)了(le)解(jie)慣(guan)性(xing)和(he)引(yin)力(li)的(de)鑰(yao)匙(chi)。”——愛因斯坦。

 

 

 

薛定諤的貓恐怕是物理界最著名的一隻虛構小動物了
，它是量子力學的創始人之一——薛定諤為了說明量子力學並不完備而提出的：

 

把一隻貓放進一個封閉的盒子裏
，然後把這個盒子連接到一個包含一個放射性原子核和一個裝有有毒氣體的容器的實驗裝置。設想這個放射性原子核在一個小時內有50％的de可ke能neng性xing發fa生sheng衰shuai變bian。如ru果guo發fa生sheng衰shuai變bian，它ta將jiang會hui發fa射she出chu一yi個ge粒li子zi
，而er發fa射she出chu的de這zhe個ge粒li子zi將jiang會hui觸chu發fa這zhe個ge實shi驗yan裝zhuang置zhi
，打da開kai裝zhuang有you毒du氣qi的de容rong器qi，從cong而er殺sha死si這zhe隻zhi貓mao。根gen據ju量liang子zi力li學xue，未wei進jin行xing觀guan察cha時shi
，這zhe個ge原yuan子zi核he處chu於yu已yi衰shuai變bian和he未wei衰shuai變bian的de疊die加jia態tai，貓mao則ze處chu在zai死si和he活huo的de疊die加jia態tai，即ji“既死又活”（而不是很多人誤解的“半死不活”
、“要麼死要麼活”）。但是，如果在一個小時後把盒子打開，實驗者隻能看到“衰變的原子核和死貓”或者“未衰變的原子核和活貓”兩種情況。現在的問題是：這zhe個ge係xi統tong從cong什shen麼me時shi候hou開kai始shi不bu再zai處chu於yu兩liang種zhong不bu同tong狀zhuang態tai的de疊die加jia態tai而er成cheng為wei其qi中zhong的de一yi種zhong？在zai打da開kai盒he子zi觀guan察cha以yi前qian，這zhe隻zhi貓mao是shi死si了le還hai是shi活huo著zhe抑yi或huo既ji死si又you活huo？這zhe個ge實shi驗yan的de原yuan意yi是shi想xiang說shuo明ming，如ru果guo不bu能neng對dui波bo函han數shu塌ta縮suo以yi及ji對dui這zhe隻zhi貓mao所suo處chu的de狀zhuang態tai給gei出chu一yi個ge合he理li解jie釋shi的de話hua
，量liang子zi力li學xue本ben身shen是shi不bu完wan備bei的de。

 

薛(xue)定(ding)諤(e)的(de)貓(mao)是(shi)物(wu)理(li)學(xue)家(jia)的(de)一(yi)個(ge)噩(e)夢(meng)，它(ta)把(ba)微(wei)觀(guan)的(de)量(liang)子(zi)力(li)學(xue)效(xiao)應(ying)放(fang)大(da)到(dao)了(le)宏(hong)觀(guan)的(de)日(ri)常(chang)生(sheng)活(huo)

，使(shi)得(de)一(yi)切(qie)都(dou)變(bian)得(de)十(shi)分(fen)詭(gui)異(yi)。對(dui)於(yu)薛(xue)定(ding)諤(e)的(de)貓(mao)的(de)解(jie)釋(shi)
，涉(she)及(ji)到(dao)了(le)多(duo)種(zhong)對(dui)量(liang)子(zi)力(li)學(xue)的(de)深(shen)刻(ke)哲(zhe)學(xue)理(li)解(jie)，本(ben)文(wen)就(jiu)不(bu)詳(xiang)述(shu)了(le)，如(ru)果(guo)你(ni)想(xiang)搞(gao)清(qing)楚(chu)這(zhe)隻(zhi)神(shen)奇(qi)的(de)貓(mao)的(de)命(ming)運(yun)
，那(na)麼(me)請(qing)到(dao)物(wu)理(li)學(xue)院(yuan)來(lai)學(xue)習(xi)吧(ba)！

 

 

思(si)想(xiang)實(shi)驗(yan)是(shi)物(wu)理(li)學(xue)史(shi)上(shang)偉(wei)大(da)的(de)智(zhi)慧(hui)結(jie)晶(jing)，回(hui)顧(gu)一(yi)番(fan)足(zu)以(yi)看(kan)出(chu)其(qi)中(zhong)閃(shan)耀(yao)的(de)智(zhi)慧(hui)光(guang)芒(mang)。望(wang)這(zhe)些(xie)思(si)想(xiang)實(shi)驗(yan)能(neng)夠(gou)給(gei)讀(du)者(zhe)帶(dai)來(lai)對(dui)世(shi)界(jie)認(ren)識(shi)的(de)啟(qi)迪(di)吧(ba)。