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爱因斯坦与“火烧屁股”

小故事网 科学家的故事 时间:2015-02-03 甘锡安

爱因斯坦为了让门外汉更容易了解相对论,有一段话相当著名:“一个男人与美女对坐1小时,会觉得似乎只过了1分钟,但如果让他坐在热火炉上1分钟,会觉得似乎过了不止1小时,这就是相对论。”

  爱因斯坦与“火烧屁股”某个研究意外发现,这个“美女与热火炉”的比喻其实不只是个巧妙的随想。前一阵子,我在附近图书馆陈旧的书堆中翻翻拣拣,偶然间发现了这个比喻的原始风貌。令人惊讶的是,关于美女和热火炉的这段话,其实是爱因斯坦一则短篇实验报告的摘要。显然这位伟大的理论物理学家真的动手(还有身体其他部分)做过实验,才构思出这段深入浅出的比喻。以下就是这则实验报告的全文:

  

  外在感受对时间膨胀之影响

  爱因斯坦

  美国新泽西州普林斯顿高等研究院

  实验摘要:一个男人与美女对坐1小时,会觉得似乎只过了1分钟,但如果让他坐在热火炉上1分钟,会觉得似乎过了不止1小时,这就是相对论。

  由于观察者的参考坐标系对于观察者对时间流逝的感知有很大的影响,观察者的心理状态可能也会影响感知,因此我着手探讨两种截然不同的心理状态下时间流逝的状况。

  实验方法:我试着取得一座火炉和一名美女。但是很可惜,我无法取得火炉,因为帮我煮饭的女士禁止我接近厨房一步。不过我仍然偷偷取得一部1924年制的曼宁·鲍曼松饼机。用这部松饼机进行实验,效果应与火炉相当,因为它能够加热到相当高的温度。找到美女的问题比较大,因为我现在住在新泽西州。我认识卓别林,并曾到他的公司参加1931年的新片《城市之光》的首映。于是我请他代为安排与他妻子见面,他的妻子是电影明星宝丽·戈达,有相当高的美丽度。

  讨论:我坐火车到纽约与戈达小姐在大中央车站的“大蚝酒吧”见面。她十分明艳动人,我觉得似乎过了1分钟时看了看手表,发现实际上已过了57分钟,我将之四舍五入成1小时。回到家后,我插上松饼机的插头,让机器加热。然后我穿着长裤和长的白衬衫,下摆没有扎到裤子里,坐在松饼机上。我觉得似乎过了1小时的时候,站起来看了看手表,发现实际上过了不到1秒。为保持两个叙述状况中的单位一致,我将之算成1分钟。然后,我打电话找医生。

  结论:观察者的心理状态对时间的感知有很大的影响。

  

  研究爱因斯坦的学者并不这么认为,但“美女与热火炉”实验可能还让人想到他另一段饶有意味的话:“如果我们知道自己在做什么,那就不叫研究了,对吧?”的确,爱因斯坦有点絮絮叨叨,请看他对无线通讯的解释:“无线电报一点也不难理解。一般电报就像一只很长的猫,你在纽约这头拉它的尾巴,洛杉矶那头就会喵喵叫。无线电报也是一样,只不过没有那只猫而已。”据说这段话让人在夜里久久无法成眠。

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