時間的形狀：相對論史話（簡體書）

我可以保證，《時間的形狀——相對論史話》真是一本很有趣的書。跟隨作者汪潔，你可以進入愛因斯坦的夢境，坐在牛頓老師的課堂，來到星光實驗的現場……最近距離接觸科學的真相。 《時間的形狀——相對論史話》上部(前五章)和大家一起回顧物理學走過的坎坷歷史，這段歷史的精彩程度不亞于任何一段戰爭史。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之後，超級巨星愛因斯坦閃亮登場。他就像一位橫空出世的大俠，無門無派，但出手即震驚天下，他的絕招就是“相對論”。 中間的第六章是一段小說體的跨越半個多世紀的真實歷史故事，這個故事塵封已久，現在很多年輕人甚至都不敢相信這就是現實，但真相往往比小說更驚人。 最後四章是《時間的形狀——相對論史話》的下部，下部比上部更精彩，結構更宏大，故事更神奇，真相更驚人。在下部中，作者將細致地剖析時空的真相，帶你領略神奇的四維時空奇景，了解整個宇宙的終極圖景，再回到原子的深處見識不可思議的微觀世界，最後看一看當下物理學的最新進展 ——萬物理論。

; 我可以保證，這是一本很有趣的書。這本書完全不同于傳統意義上的科學知識普及類圖書，這本書更像是一本可以用來當做茶余飯後休閑翻閱的書，就像閱讀一本有意思的小說。在這本書里面，你會看到很多極富想象力的小故事：牛頓帶著Tom＆Jerry來到一個大水桶里面觀看神奇的水面凹陷；愛因斯坦化身大警長先是調查了一起環球快車謀殺案，然後又要奔赴云霄電梯處理可怕的超級炸彈，最後又在太空中建造了一個超級大圓盤以展示他那神奇的時空觀。雖然這一切看上去都不像是正兒八經的科學知識，但我可以很負責任地告訴你，這些故事里蘊藏著我們這個世界中你所不知道的驚人秘密，都是些很靠譜的科學真相。很多科學真相用“不可思議”來形容是一點都不過分的，你平常之所以感受不到物理學的神奇，那是因為沒有人告訴你普通物理現象背後隱藏的秘密。現在的高中生都會在實驗室里面做一個觀察光的雙縫干涉圖像的實驗，這是一個普通得不能再普通的高中光學實驗，可是卻從來沒有人告訴我們這個實驗背後隱藏著的驚天大秘密，這個秘密足以撼動以愛因斯坦為代表的一代科學家們苦苦建立起來的物理學信仰。一個簡單的光學實驗，如果你了解了它藏在最深處的本質，你會驚訝地發現，這個世界不再是我們頭腦中原來的那個世界了，我們腦袋中很多樸素的哲學觀念，例如物質決定意識，原因決定結果等等都將受到空前強烈的沖擊。而且，我確確實實是在講科學，不是在講神學或者宣揚神秘主義。 我們這本書基本上可以分為上下兩部分，上部和大家一起回顧物理學走過的300多年坎坷歷史，這段歷史中的懸念，其精彩程度不亞于任何一段戰爭史，因為物理學的發展本身就是一部精彩的好萊塢懸疑大片。在伽利略、牛頓等巨星紛紛謝幕之後，我們的超級巨星愛因斯坦閃亮登場，而他成為我們的主角的時候不過26歲，他就像是一個橫空出世的大俠，無門無派，但是一出手就讓天下震驚，他的絕招就是“相對論”，這是我們這本書上部的主題。中間的第六章是跨越半個多世紀的厚重和真實的歷史故事，這個故事塵封已久，現在的很多年輕人甚至都不敢想象這就是發生在離我們生活的時代如此之近的故事，但我想告訴大家，真相往往比小說更驚人。最後四章是本書的下部，我可以非常自信地告訴大家，下部比上部更精彩，結構更宏大，故事更神奇，真相更驚人。在下部中，我將為你細致地剖析時空的真相，帶你領略神奇的四維時空奇景。我們先一起去了解整個宇宙的終極圖景，然後再回到原子的深處見識一下不可思議的微觀世界，最後看一看當下物理學的最新進展——萬物理論。你只要隨便記住其中的一兩段，就能讓你在平時和朋友們的吃飯聊天中大放異彩，只是要當心別聊得興起忘了吃菜，不要發生總是發生在筆者身上的悲劇：話講完了，菜也被別人吃光了。 看完這本書，你對這個世界的看法一定會大大改觀。潮起潮落，斗轉星移，這些平常司空見慣的大自然現象會突然在你眼里產生完全不一樣的意義。當你晚上抬頭仰望星空，看著夜空中的皓月星辰，宇宙在你眼里將會換成另一番景象，過去的宇宙一去不復返了，一個嶄新的宇宙觀將在你的頭腦中建立起來。 自小到大，你可能一直會有這樣的疑問： 時間到底是什么東西？ 我們能跨越未來嗎？ 我們能回到過去嗎？ 光到底是什么東西？ 宇宙到底長什么樣？有大小嗎？有生死嗎？ 我們能像星際迷航一樣穿梭在銀河系嗎？ 這個世界的物質到底是由什么構成的？ 物質可以無限分割嗎？ …… 這些令人不可思議的問題，科學家到底是如何找到答案的？ 看完這本書，你將不再對以上這些問題感到疑惑，不但不會疑惑，你還可以很自信地給你的親朋好友解答他們心中同樣的疑惑。 所有這一切，都要從愛因斯坦發現的相對論開始講起，這的的確確是一個偉大的理論，這是上個世紀人類對這個宇宙秘密最深刻的一次發現，這個理論可以解答你心中無數的疑惑。你可能還是感到茫然地在看著我：“我聽說過相對論，可是它跟我們的日常生活有關系嗎？” 當然是有關系的，比如，GPS導航系統現在已經是一個滿大街都可以看到的常用小電器了，我估計很多讀者都有一個車載的，或者手機里面就有一個。我告訴你，如果沒有相對論，那么這玩意兒可就會出大問題。因為根據相對論，衛星上面的時鐘會比地面上的時鐘走得快，每天大約快38微秒 (0.000038秒)，這個時鐘的快慢并不是因為計時器精度不夠造成的，而是因為時間本身真正的變慢了。你設想一下，如果人類沒有掌握相對論的知識，那么就不會知道發射到天上的衛星哪怕用再精確的計時工具計時，也不可能消除這個誤差。你千萬不要小看這似乎微不足道的38微秒，如果不校正的話，那么GPS導航系統每天積累的誤差將超過10公里(當然這個誤差是垂直方向上的，不是水平方向上的)，如果美軍用這個來導航導彈的話，那麻煩可就大了。因此在GPS衛星發射前，要先把其時鐘的走動頻率調慢100億分之 4.465，把10.23兆赫調為10.22999999543兆赫，這些數字全靠有了相對論才能那么精確地計算出來。 “神奇！”你大概會驚呼一聲，“相對論原來就是這個啊。”哦不，這并不代表相對論，衛星上的時間變快只不過是相對論無數推論中的一個，我們通過相對論可以精確地計算出衛星上的時鐘和地面上的時鐘的誤差到底是多少。相對論還有很多很多的推論，小到推測水星的運行軌道、在發生日全食時星星的位置，大到可以推演太陽的過去與未來，甚至宇宙的過去與未來。“神奇！”你再次驚呼一聲，“不過你越說越玄乎了，我還是有點不信，你先別說得那么遠，你前面說啥來著？時間本身變慢了？這個太讓我難以理解了。在我眼里時間本身是均勻流逝的，我們感受的所謂快慢無非是我們自己的感覺在變化，即便是你的表和我的表走時不準那也不是時間本身不準，而是我們的手表精度不夠造成的。中午12點整開飯對任何人來說都是12點整開飯，這是一個客觀事實擺在那里，不會因為我用的是一塊真的勞力士還是一塊山寨勞力士而改變。”坦誠地說，我非常理解你的這種想法，并且，我還要恭喜你，你的這個思想和偉大的牛頓是一模一樣的。但非常遺憾，這個想法錯了，真的錯了。 相對論是研究時間、空間、運動這三者關系的理論體系的總稱，它是這 100多年來人類最偉大的兩個理論之一(還有一個是量子理論，那又將是一個長長的激動人心的故事，推薦閱讀《上帝擲骰子嗎？量子物理史話》，作者曹天元)，諾貝爾物理學獎是不足以來評價相對論的偉大的。如果上帝真的存在的話，上帝過去總是說：“人類一思考，上帝就發笑。”人類有了相對論之後，上帝改口了：“人類一思考，上帝就發慌。” 我們對相對論的誤解實在是太多了。大多數人都覺得相對論很神秘、很深奧，是大科學家才能理解的東西。這種誤解來源于一個廣為流傳的關于相對論有多難懂的故事，說的是一個記者問天文學家愛丁頓：“聽說全世界總共只有三個人能懂愛因斯坦的相對論，您是其中之一，是不是這樣？”愛丁頓一時沉默了，正當記者以為愛丁頓要反駁的時候，沒想到愛丁頓說：“我正在想另外兩個人是誰。”我估計當時這個記者就震驚了。不管這個故事是真是假，總之給我們的一個印象就是相對論很難懂。但是大家千萬不要忘了，這個故事發生在100多年前的1906年，那時候相對論剛剛被愛因斯坦用嚴謹的數學語言描述出來，對那個時代的人來說確實是很難理解的。不要說相對論了，你想象一下如果你回到乾隆年間，對大知識分子紀曉嵐說隨便找一個三角形的東西，把三只角割下來拼在一起，不多不少，總是恰好能拼出直直的一條邊。 鐵齒銅牙的紀曉嵐一開始肯定不相信，真的去找了一些三角形的物件來，一驗證，發現完全正確，即便是我們的大知識分子，紀曉嵐也會表示這個現象很神奇。但要是在現代，隨便找一個初中生就能給你證明三角形的內角和是180度，他會告訴你這是一個很簡單的幾何常識。 同樣，相對論的一些基本原理和概念對我們現代人來說，也一點都不高深，不神秘，很好懂，關鍵在于你是不是愿意聽我娓娓道來。 在正式開始我的敘述之前，我很想把我剛剛在網上看到的冷笑話講給大家聽，當然，你也可以直接跳過這部分從第一章開始看起，這并不會影響你對本書的理解。 搜狐新聞報道： ※今年60歲的黃其德是寧鄉縣金洲鄉箭樓村一名地道的農民。這位只有高中學歷的農民，在對愛因斯坦的相對論進行了20多年的獨立研究後，對這一著名理論產生了質疑和挑戰，并做出了近30萬字的論述，引起了有關專家學者的關注。 ※天津農民稱其證明相對論有錯：“我已經證明出，從牛頓第一，二，三定律到愛因斯坦的相對論都有錯！”說這些話時，“草根科學家”閆赤元眼神中閃爍著的一種光芒，讓那張飽經滄桑的面孔頓時有了生氣。 以上只是網上能搜到的眾多反相對論的“民科”案例中的兩例，如果你覺得這一點都不冷，OK，給你看幾段真正冷的： ※“世界文明的異化和倒退，人類社會倫理的墮落，雖然不能說完全是相對論的責任，但相對論也是最重要的原因之一。”在研討會上表達對愛因斯坦相對論學說的深惡痛絕時，60歲的農民黃其德表情嚴肅，一字一頓。 ※黃伯伯在《愛因斯坦相對論在科學和哲學上對人類思維的扭曲》一文中寫道：“這是個人對相對論全部研究中最沉重的話題，然而必須如實說出來，才能驚醒地球人類。百年來，不單是愛因斯坦的相對論而是他的任何言論都被崇奉為人類心目中的神旨；尤其是許多上層知識分子，完全喪失最起碼的獨立思考與判斷能力。在權威效應的魔障下，一切服從一人的任何臆想和武斷。這是發生在地球人類歷史上的極端反常的非理性狂潮。”“我做過粗略的調查：理科大學生知道相對論的，100個人中不到一個，約占0.3%；而認定相對論無比深邃高明的卻占99.5%；理科大學教授中知道相對論的不到2%，也幾乎都認可崇奉相對論；社會上一般知識分子中知道相對論的約占百萬分之一，幾乎無不崇奉相對論！這個數據說明了什么？首先說明地球人類崇奉相對論是由虛榮心支配著的極端盲目的權威效應。” ※黃伯伯寫道：“我保證，只要有高中學歷，都可以大致聽懂我的論文，并取得評論相對論的有把握的發言權。認識到愛因斯坦相對論是一個偽科學大騙局。” 我有一個直覺，各位看到上面那段黃伯伯的擲地有聲的“保證”之後，立馬激發了極大的一睹奇文的沖動，這種沖動絕對大過繼續閱讀我下面的正文的欲望。我表示壓力很大，因此，在這里我先不給出黃伯伯奇文的鏈接地址，我會在本書的最後再給出，希望那個時候你再欣賞黃伯伯的奇文的時候能夠產生與我一樣的感覺——“當時我就笑噴了！”(你如果此時已經打開電腦開始搜索奇文了，我也拿你沒辦法，但還是最後攔你一下，看完此書再欣賞黃伯伯奇文，你一定會笑噴！) 前言結束之前，讓我借黃伯伯的文風寫下： 我保證，只要有高中學歷，都可以完全看懂本書，并能充分欣賞黃伯伯奇文。認識到愛因斯坦的相對論足以讓上帝對渺小的人類產生敬畏；作為人類的一分子，我以此感到深深的自豪！

前言第一章 不得不說的廢話 關于相對論的謠言粉碎機 你必須了解的四個概念第二章 伽利略和牛頓的世界 相對性原理 伽利略變換式 史上最牛煉金術士牛頓 牛頓的絕對運動觀 牛頓水桶實驗中的絕對時空觀第三章 光的速度 伽利略吹響沖鋒號 光速測量大賽 驚人的發現 科學史上最成功的失敗第四章 愛因斯坦和狹義相對論 兩朵烏云 巨星登場 第一個原理：光速不變 第二個原理：物理規律不變 環球快車謀殺案 環球快車伯爾尼站的監控室 同時性的相對性 時間會膨脹 空間會收縮 速度合成 質速神劍 光速極限 質能奇跡 四個瘋狂的問題第五章 廣義相對論的宇宙 愛因斯坦的不滿 生死重量 等效原理 太空大圓盤 時空彎曲 引力的本質 水星軌道之謎 星光實驗 沒見過這么黑的洞 從黑洞到蟲洞 壓軸大戲第六章 紅色革命第七章 時空那點事 時空中的運動 四維時空 時間旅行 星際旅行 星際貿易第八章 再談四維時空 宇宙的終極圖景 神奇的四維第九章 上帝的判決 上帝玩不玩骰子 美劇《生活大爆炸》 要命的雙縫 玻爾的上帝 EPR實驗 宇宙大法官 上帝的判決 萬物理論第十章 宇宙是一首交響樂 萬物皆空唯有音樂 擊碎原子 宇宙中的四種“力” 超弦理論 偉大的設計後記

; 關于相對論的謠言粉碎機 一、某些偽哲學家最喜歡說的一句話就是：“偉大的愛因斯坦發現了這個世界的奧秘：‘世間萬物都是相對的，沒有什么是絕對的。’” 胡說八道！尤其是每當我跟某些人說“這是不會變的”的時候，對方告訴我愛因斯坦的相對論禁止這種想法。我就忍不住大喊一聲：“胡說八道，誰告訴你愛因斯坦說過這句話，別給愛因斯坦臉上抹黑！”事實上，愛因斯坦在晚年一直很不喜歡別人把他的理論叫做“相對論”，他自己覺得他的這個理論應該叫做“不變論”，因為他的理論中最重要的部分是那些數學方程式中的不變量。愛因斯坦深以為自豪的是他發現了宇宙中一些永恒不變的常量，更何況整個相對論都是從“在真空中光的傳播速度恒定不變”這一實驗基礎上發展而來的。如果當年相對論真的如愛因斯坦所希望的那樣叫做了“ 不變論”，我很想知道偽哲學家們是否又要說：“偉大的愛因斯坦發現了這個世界的奧秘：不管世界怎么變化，永恒的永遠就是永恒的。” 二、有很多人認為相對論是用來造原子彈的理論，愛因斯坦正是現在人類面臨的核危機的罪魁禍首。日本大地震導致的福島核電站的泄漏又一次帶來了很多這樣的謠言，例如“要不是愛因斯坦，要不是相對論，何至于此” 。 我只能表示無語。事實是關于原子彈，愛因斯坦唯一做過的一件事情是在一封由西拉德起草寫給美國總統羅斯福的信上簽了字，這封信主要講的是希特勒有可能正在研制一種威力巨大的“新型炸彈”，如果研制出來，很有可能改變二戰的進程，美國也應該組織力量進行研制，以阻止可怕的災難性後果。而相對論只不過是對這種新型炸彈為什么會有如此巨大的威力的一種理論解釋，即便沒有相對論，這種炸彈也一樣能造出來，只不過人類不知道為什么其威力如此巨大而已。這就好比我放了一個屁，把自己臭死了，大家都百思不得其解這個屁為什么會這么臭，直到有一天化學家和生物學家通過研究發現了臭屁的原理，但是沒有理論仍然不能阻止我放出臭死自己的這個屁。正如有著“活著的愛因斯坦”之稱的霍金指出的那樣：把原子彈歸咎于愛因斯坦的相對論，就如同把飛機失事的責任歸咎于牛頓的萬有引力定律一樣(參見霍金《果殼中的宇宙》)。 你必須了解的四個概念 波普爾的證偽說——科學與偽科學的量尺。 波普爾是一個著名的科學哲學家，他闡明了一個被現在科學界廣為接受的道理：所有的物理規律(或者說科學定律)都是永遠無法被“證實”的，通俗來講就是科學規律永遠不可能用擺事實講道理的方法來給你證明，尤其是證明給那些偽哲學家們。乍一聽這個說法，似乎很難理解，其實很好理解。 比如說我現在發現了一個科學規律：天下烏鴉一般黑。那我怎么證明這個規律呢？我只能到全世界去抓烏鴉的樣本，每抓到一只都發現是黑的，然後我就跟你說：“你看，我從全世界抓了那么多的烏鴉，無一不是黑的，這下你總該相信我關于天下烏鴉一般黑的理論了吧？”你說：“不，你又沒有把地球上的所有烏鴉都抓來給我看，你怎么就知道沒有一只白色的烏鴉呢？就算你把地球上所有的烏鴉都抓來了，你怎么能知道宋朝的烏鴉也都是黑的呢？你又怎么能知道以後會不會生出白色的烏鴉呢？總之你跟我說什么都不能讓我相信天下烏鴉一般黑這個理論。”波普爾說得沒錯，確實我無法證明這個規律是正確的，但是我可以大膽地做出一種預言，哪一天你跟我說你又在非洲的某個叢林里面抓到了一只烏鴉，不用去看，我就敢說那只烏鴉是黑的。 你每抓到一只黑色的烏鴉，我只能說給“天下烏鴉一般黑”這個理論增加了一分可信度，而一旦有一天我們發現了一只白色的烏鴉，這個理論就不攻自破了。而科學理論之所以能稱之為科學，首先它要能做出一些預言，而這些預言恰恰是要能夠被“證偽”的，也就是說這個科學理論做出的預言是有可能被實驗所推翻的。只有滿足了“預言”和“證偽”這兩個條件，我們才能冠以科學之名。反過來說，如果你提出的一個理論并且做出的預言是永遠不可能被實驗推翻的，那么這個就可以稱之為偽科學了。比如說，你給出了一個理論：有一種屁放出來是香的。于是我們把全天下的人放的屁都收集過來聞一下，發現都是臭的，但是這也沒法推翻你的理論，因為我們并不能證明唐朝的人放的屁也都是臭的。另外，你的這個偉大理論卻不能做出一個準確的預言：在何年何月何地何人會放出一個香屁來。因此，當一個理論只能“ 證實”而不能“證偽”時，我們暫不能承認它是科學的，只能當做一種“見解”來對待。波普爾認為所有的物理規律都能只能算作一種“假說”，它們可以做出大量的預測，指導我們的發明創造，但總有一天會因為找到一個不符合理論的反例來要求我們修正理論，但在沒有找到反例之前，我們仍然認為該理論是正確的、科學的，相對論也不例外。 奧卡姆剃刀原理——科學需要什么樣的假設。 大概是800多年前吧，英格蘭有一個叫奧卡姆的地方，那個地方出了一個叫威廉(這在英國是一個超級大眾化的名字，就跟一個中國人叫王剛一樣) 的哲學家，他說了一句話一直影響著科學界直到今天，甚至開始輻射到管理學界、經濟學界等，這句話的原文是 “Entitiesshouldnotbemultipliedunnecessarily”，譯成中文意思是“如無必要，勿增實體”。這就是奧卡姆剃刀原理。為啥不叫威廉原理呢？你想啊，如果中國有一個住在桃花島的王剛講了一個流傳後世的著名道理，如果叫“王剛原理”那多煞風景，這王剛也忒大眾化了，這種原理聽上去就沒什么吸引力，但如果叫“桃花島原理”，給人的感覺就完全不一樣了，而且從此桃花島也就出名了，還可以大力開發旅游資源。不過你看不出奧卡姆剃刀原理有啥深奧的內涵對吧？是的，要是不解釋，我也跟你們一樣糊涂。但是一經解釋，就發現不簡單了，那是大大的有道理。 奧卡姆剃刀原理首先說的是這樣一個道理，如果你發現了一個很奇怪的現象，要對它進行解釋而不得不做很多各種各樣的假設，可能不同的解釋需要不同的假設，但是記住，根據奧卡姆剃刀原理，那個需要假設最少的解釋往往是最接近真相的解釋。童話《皇帝的新衣》大家都應該耳熟能詳吧？看到皇帝在大街上光著屁股走路這個奇怪的現象時，總理大臣和鄰居家流著鼻涕的小毛都各自有一番解釋。先看總理大臣的解釋：一、假設皇帝身上穿著一件世界上最華美的衣服。二、假設只有聰明人才能看見。三、假設我是蠢人。所以我看到的是光著屁股的皇帝。小毛的解釋：一、假設皇帝根本沒有穿衣服。所以我看到的是光著?的皇帝。根據奧卡姆剃刀原理，小毛的解釋最有可能接近真相！因為他的假設最少。奧卡姆剃刀原理還說明了另外一個道理：如果有某個條件是不能被我們感知和檢測到的，那么和沒有這個條件根本就是等價的。比如說，天上發生閃電的時候，李大師告訴我們，這是我發功召喚來的一條天龍正在吐火，但是這條天龍你們凡人是永遠不可能看見的，也永遠別想用任何科學手段檢測到，只有我能看見。根據奧卡姆剃刀原理，李大師的說法和沒有這條龍的存在是等價的。換句話說，我們應當把所有一切不能被我們所感知和檢測的條件都毫不留情地像剃刀刮肉一樣從我們的理論中刮去，毫不猶豫。奧卡姆剃刀原理從提出到現在已經過去了800多年了，這個原理是人類智慧的精華，也是幫助我們看清這個紛繁迷亂世界的 “第三只眼”。我們將會在本書中看到愛因斯坦如何利用奧卡姆剃刀原理靈光閃動，他就像說破皇帝根本沒有穿衣服的那個小孩(那一年他26歲，在物理界確實可以算是小孩)，一語點醒整個物理界對于光速的普遍看法。如果用我的話說，奧卡姆剃刀原理說的就是——“上帝喜歡簡單”。 思維實驗——在大腦中運行的實驗。 說到實驗，你首先想到的是什么？是跟我一樣永遠不能忘記第一次看到老師用火柴點燃倒扣在塑料杯下面的氫氣時，發出的那一聲巨大的爆炸聲和自己的驚呼聲？還是想起傳說中的伽利略在比薩斜塔上面扔下一大一小兩只鐵球(當然，這只是個傳說而已)，用它們的同時落地來推翻亞里士多德的論斷“重的物體比輕的物體下落得更快”？你的腦海中一定翻騰起無數你曾經看到過或者親自做過的實驗。但是你有沒有想過，有一種實驗叫做“思維實驗”，而正是這種思維實驗極大地推動了科學的發展。我知道你心里已經開始犯嘀咕了，這就給你舉例證明。關于思維實驗的科學史上最著名的例子就是伽利略做的實驗，用來推翻亞里士多德重物下落得更快的論斷。 (以下對話純屬虛構。) 伽利略說：“親愛的亞里士多德先生，您不是說重的東西比輕的東西下落得更快嗎？那么如果我們把一個鐵塊和一個木塊用繩子拴在一起，從高處扔下來會發生什么？按照您的說法，較輕的木塊下落得慢，因此他會拖累鐵塊的下落，所以他們會比單扔一個鐵塊下落得慢一點，是不是這樣？” 亞里士多德說：“沒錯，邏輯正確。” 伽利略說：“但是，鐵塊和木塊拴在一起以後，總重量卻要比一個鐵塊更加重了啊，那么豈不是他們又應該比單個鐵塊下落得更快？” 亞里士多德說：“呃……” 伽利略說：“這個實驗我們不用實際做一下了吧，單單就在我們腦子里面做一下就可以發現您的理論是自相矛盾的。” 亞里士多德說：“你讓我想想，你讓我想想……” 上面就是一個思維實驗的生動例子，在頭腦中運行的實驗有時候往往比真正的實驗更具有說服力。愛因斯坦就是一個思維實驗的大師，相對論的誕生和思維實驗密不可分，甚至可以說沒有愛因斯坦在大腦中運行的那些實驗，相對論就不可能誕生。在本書中，我將帶你一起領略很多奇思妙想的思維實驗，感受頭腦風暴所帶來的快樂。 佯謬——乍一看肯定是不對的，但沒想到確是真的。 在物理學里面，經常會遇到一些很有趣的事情，這些事情總是一開始讓你覺得是不可能發生的，但恰恰最後又被實驗證明是千真萬確的。像這樣的事情，中文里面有一個詞就叫做“佯謬”。佯，就佯裝偽裝的意思；謬，就是謬誤錯誤的意思；佯謬就是佯裝是錯誤的，其實是正確的。在我們這本書中，會出現很多有趣的佯謬。我們先舉一個統計學中著名的佯謬的例子給大家看(本例子來源于果殼網)： 我高考終于考完了，考得相當不錯呢，終于到了填寫志愿的時候，東方大學(簡稱東大)和神州大學(簡稱神大)都是我向往的學校，錄取分數都差不多，到底第一志愿要填報哪所大學呢？想來想去，為了終生大事我決定報考女生更多的大學，于是我開始在網上搜索兩個大學的數據進行研究。“物理系，東大男女比例(就是男生數量比上女生數量)大于神大(東大是5：1，神大是2：1，兩所學校物理系都是男生多)；外語系，東大男女比例又是大于神大(東大是0.5：1，神大是0.2：1，兩所學校外語系都是女生多，但東大的男女比例更大一點)……哇，怎么所有專業東大的男女比例都高于神大啊？那還猶豫什么呢，我肯定報神大了！”兩個月後我順利地進入了神州大學，正當我得意于我的選擇的時候，我悲劇地看到了一份資料，上面寫得清清楚楚：東大的整體男女比例小于神大。我靠，什么？！有沒有搞錯？怎么可能東大的所有專業男女比例都高于神大，但是整體男女比例卻低于神大了呢？！不帶這樣玩我的！！肯定是哪里算錯了吧？于是我拿出計算器狂敲，卻發現網上的數據沒錯，我也沒有算錯數據，結果卻是千真萬確的。這種情況真的可能發生嗎？是的，這就是著名的統計學上的“辛普森佯謬”，看起來不可能的事情真的發生了。 P8-13