我举这些例子,是要告诉人们手段永远不够用

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下面我来举一些例子，来说明思想实验，虽然不能验证，但却在物理学上起了很重要的作用。我举这些例子，是要告诉人们手段永远不够用，但思想永远要够用！大脑是个神奇的东西！1、伽利略斜坡实验。伽利略通过斜坡实验推理认为：如果一切接触面都是光滑的，一个钢珠从斜面的某一高度A处静止滚下，由于只受重力，没有阻力产生能量损耗，那么它必定到达另一斜面的同一高度C，如果把斜面放平缓一些，也会出现同样的情况，如D、E的高度，如果斜面变成水平面，则钢珠找不到同样的高度而会一直保持一种运动状态，永不停止运动下去。大家不要小看这个实验，可以这样来说，这个实验是经典牛顿力学的基础。我们现在的教科书中是怎么教的？大家一定还记得。牛顿依此得到了牛顿第一定律，即物体在不受任何外力的时候，（F总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。但斜坡实验是理想实验，现实世界中，你无法完成它。而且爱因斯坦指出牛顿第一定律有循环论证。就是说你要证明物体不受力，就要证明它在惯性系中。可是在现实宇宙中，不受力的物体是不存在的。严格意义上的惯性系也是不存在。非惯性系是存在。爱因斯坦就是这个问题进行了深刻的理解，这有了相对性原理：一切物理定律（力学定律、电磁学定律以及其他相互作用的动力学定律）在所有惯性参考系（惯性系）中都是等价（平权）的，没有一个惯性系具有优越地位，不存在绝对静止的参考系（以太），从而否定了“以太说”和绝对空间。后来又把狭义相对性原理拓展为广义相对性原理。对爱氏创立狭义，广义相对论是至关重要的。所以现在大家明白了吧，这个咱们初中就学的知识，看似简单，实则远远不是我们想象的那样。另外多说一点，关于惯性的本质，一直没有结论。一般认为是物体的固有属性。在我的《变化》中我的观点是惯性的本质是引力。即引力是惯性的源泉。不过仔细想想，你觉得恐惧吗？？我们认为的真理，竟然是建立在一个不能在现实世界中验证的思想上。独立学者灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》电子版在灵遁者淘宝有。2、牛顿的水桶思想实验。牛顿想用这个实验来证明绝对时空，可以吗？水桶转动，水的升高显示它脱离转轴的倾向，显示了水的真正的、绝对的圆周运动。这个运动是可知的，并可从这一倾向测出，跟相对运动正好相反。在开始时，桶中水的相对运动最大，但并无离开转轴的倾向;水既不偏向边缘，也不升高，而是保持平面，所以它的圆周运动尚未真正开始。但是后来，相对运动减小时，水却趋于边缘，证明它有一种倾向要离开转轴。这一倾向表明水的真正的圆周运动在不断增大，直到它达到最大值，这时水就在桶中作相对静止。所以，这一倾向并不依赖于水相对于周围物体的任何移动，这类移动也无法定义真正的圆周运动。简单的说，就是水跟水桶相对静止时(都不转或者一起同步旋转)，水面只有在水桶静止时才是平的，其他时候都是弯曲的。这就说明水的运动倾向不依赖于水相对周围事物的相对运动，而是取决于某个绝对参考系，亦即牛顿所说的绝对空间。马赫是批评了牛顿的水桶实验。3、爱因斯坦光速思想实验据爱因斯坦回忆，在他16岁时曾梦见自己追逐一束在空间中穿梭的光线。正是从那时起，他开始思考追逐一束光时会发生什么。爱因斯坦推论到，如果以某种方式追上光，那么你将会看到光在空间中静止。但是光是不可能在空间中静止的，否则它就不是光了。最终，爱因斯坦意识到光不可能放慢脚步，而必须以光速离他而去。那么这个过程中什么发生了改变呢？爱因斯坦认为是时间本身发生了变化。正是这个思想实验激发爱因斯坦创立了狭义相对论。4、爱因斯坦神奇的电梯想象你身处一个密闭的电梯中，发现自己漂浮其中，那么你如何区分自己是在太空中失重还是跟着电梯在地球的引力场中做自由落体运动？相反，如果你踏踏实实地被吸在电梯的地面上，你又如何判断电梯是在太空中做加速运动还是电梯静止在地球表面？3、法拉第关于场的的思想法拉第是第一个提出力线，和场思维的人。这影响了麦克斯韦，对麦克斯韦统一电磁学影响很大。但我们都知道力线和场是抽象出来的东西，是为了更好的学习和理解。我们做过的实验是拿一把铁屑洒在磁场周围，来看看力线，来看场。这个好像是可以用实验来验证的。对吧？其实严格意义上来说也是不能的！为什么？？别忘了，场在理论意义上是有全域性的。就是说理论上力线可以延伸至无限远就像光一样。所以你无法通过一把铁屑就验证的。4、薛定谔的猫这个思想实验在网上发的太多了，我就不细讲了。其实这是薛定谔对不确定原理的宏观构想。这个玻尔和爱因斯坦论战了很久。专业术语叫：EPR悖论。正好我在我量子力学书籍中《见微知著》第二章论述过，介绍过。喜欢的可以去看看，标题为：从EPR悖论，到贝尔不等式，我们经历了什么？5、“以太”思维。以太是古希腊哲学家亚里士多德所设想的一种物质。19世纪的物理学家，认为它是一种曾被假想的电磁波的传播媒质。但后来的实验和理论表明，如果不假定“以太”的存在，很多物理现象可以有更为简单的解释。这个思维现在被否定了，大家都知道的。但“以太”思想的影响在多年前，是很大的。包括牛顿，笛卡尔，胡克，爱氏等人，都深受此思想困扰。后来被迈克尔孙莫雷实验给pass掉。也是很典型的思想实验。不过我可以这样跟大家说，以太思想，和现在暗物质理论思想很相似。所以我说暗能量，暗物质理论得高度怀疑。大家也知道，要验证它们存在和不存在都是困难的。你去了解以太这个东西的时候，你会觉得非常乱。这其实本质就是人类对于无法解释的东西，都用“以太”来解释。后来认识不断加深，才脱离了这个东西。6、马赫原理马赫原理其实不是原理，是马赫思想。爱氏深受马赫思想影响，从而创立广义相对论。尊马赫思想为马赫原理。马赫的观点是，物体的运动不是绝对空间中的绝对运动，而是相对于宇宙中其他物质的相对运动，因而不仅速度是相对的，加速度也是相对的；在非惯性系中物体所受的惯性力不是“虚拟的”，而是一种引力的表现，是宇宙中其他物质对该物体的总作用；物体的惯性不是物体自身的属性，而是宇宙中其他物质作用的结果。显然这是一个无法实验验证的思维。但它确实产生了很大的影响，被我们熟悉。更多的诸如黑洞，大爆炸，双生子悖论等我就不一一说了。大家还知道哪些著名的思想实验，无法在现实生活中重现。可以在下面留言，告诉伙伴们！兴趣阅读：你就是下一个狄拉克！保罗·狄拉克，OM，FRS（PaulAdrienMauriceDirac，年8月8日－年10月20日），英国理论物理学家，量子力学的奠基者之一，并对量子电动力学早期的发展作出重要贡献。曾经主持剑桥大学的卢卡斯数学教授席位，并在佛罗里达州立大学度过他人生的最后十四个年头。他给出的狄拉克方程可以描述费米子的物理行为，并且预测了反物质的存在。年，因为“发现了在原子理论里很有用的新形式”（即量子力学的基本方程——薛定谔方程和狄拉克方程），狄拉克和埃尔温·薛定谔共同获得了诺贝尔物理学奖。狄拉克被誉为永远最纯净灵魂的科学家。他一生淡薄名利，为科学事业奋斗。他说过这样的话：我们应当把数学美作为我们的指引灯塔，去建立一些有意义的理论——首先它们得具备数学美。玻尔曾说：“在所有的物理学家中，狄拉克拥有最纯洁的灵魂。”杨振宁曾提到狄拉克的文章给人“秋水文章不染尘”的感受，没有任何渣滓，直达深处，直达宇宙的奥秘。阿卜杜勒·萨拉姆如是说：“保罗·埃卓恩·莫里斯·狄拉克——毫无疑问是这个世纪或任一个世纪最伟大的物理学家之一。摘自独立学者灵遁者物理宇宙科普书籍《变化》

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