我舉這些例子，是要告訴人們手段永遠不夠用，但思想永遠要夠用！

下面我來舉一些例子，來說明思想實驗，雖然不能驗證，但卻在物理學上起了很重要的作用。我舉這些例子，是要告訴人們手段永遠不夠用，但思想永遠要夠用！大腦是個神奇的東西！

1、伽利略斜坡實驗。【這個實驗我在科普書中《變化》中有提到過。】

伽利略通過斜坡實驗推理認為：如果一切接觸面都是光滑的，一個鋼珠從斜面的某一高度A處靜止滾下，由於只受重力，沒有阻力產生能量損耗，那麼它必定到達另一斜面的同一高度C，如果把斜面放平緩一些，也會出現同樣的情況，如D、E的高度，如果斜面變成水平面，則鋼珠找不到同樣的高度而會一直保持一種運動狀態，永不停止運動下去。

大家不要小看這個實驗，可以這樣來說，這個實驗是經典牛頓力學的基礎。我們現在的教科書中是怎麼教的？大家一定還記得。

牛頓依此得到了牛頓第一定律，即物體在不受任何外力的時候，（F總保持勻速直線運動狀態或靜止狀態，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。 【也叫慣性定律】

但斜坡實驗是理想實驗，現實世界中，你無法完成它。而且愛因斯坦指出牛頓第一定律有循環論證。就是說你要證明物體不受力，就要證明它在慣性系中。可是在現實宇宙中，不受力的物體是不存在的。嚴格意義上的慣性系也是不存在。非慣性系是存在。

愛因斯坦就是這個問題進行了深刻的理解，這有了相對性原理：一切物理定律（力學定律、電磁學定律以及其他相互作用的動力學定律）在所有慣性參考系（慣性系）中都是等價（平權）的，沒有一個慣性系具有優越地位，不存在絕對靜止的參考系（以太），從而否定了「以太說」和絕對空間。

後來又把狹義相對性原理拓展為廣義相對性原理。對愛氏創立狹義，廣義相對論是至關重要的。

所以現在大家明白了吧，這個咱們初中就學的知識，看似簡單，實則遠遠不是我們想像的那樣。

另外多說一點，關於慣性的本質，一直沒有結論。一般認為是物體的固有屬性。在我的《變化》 中我的觀點是慣性的本質是引力。即引力是慣性的源泉。不過仔細想想，你覺得恐懼嗎？？我們認為的真理，竟然是建立在一個不能在現實世界中驗證的思想上。

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2、牛頓的水桶思想實驗。

牛頓想用這個實驗來證明絕對時空，可以嗎？

水桶轉動，水的升高顯示它脫離轉軸的傾向，顯示了水的真正的、絕對的圓周運動。這個運動是可知的，並可從這一傾向測出，跟相對運動正好相反。在開始時，桶中水的相對運動最大，但並無離開轉軸的傾向;水既不偏向邊緣，也不升高，而是保持平面，所以它的圓周運動尚未真正開始。但是後來，相對運動減小時，水卻趨於邊緣，證明它有一種傾向要離開轉軸。這一傾向表明水的真正的圓周運動在不斷增大，直到它達到最大值，這時水就在桶中作相對靜止。所以，這一傾向並不依賴於水相對於周圍物體的任何移動，這類移動也無法定義真正的圓周運動。

簡單的說，就是水跟水桶相對靜止時(都不轉或者一起同步旋轉)，水面只有在水桶靜止時才是平的，其他時候都是彎曲的。這就說明水的運動傾向不依賴於水相對周圍事物的相對運動，而是取決於某個絕對參考系，亦即牛頓所說的絕對空間。馬赫是批評了牛頓的水桶實驗。

3、愛因斯坦光速思想實驗

據愛因斯坦回憶，在他16歲時曾夢見自己追逐一束在空間中穿梭的光線。正是從那時起，他開始思考追逐一束光時會發生什麼。愛因斯坦推論到，如果以某種方式追上光，那麼你將會看到光在空間中靜止。但是光是不可能在空間中靜止的，否則它就不是光了。

最終，愛因斯坦意識到光不可能放慢腳步，而必須以光速離他而去。那麼這個過程中什麼發生了改變呢？愛因斯坦認為是時間本身發生了變化。正是這個思想實驗激發愛因斯坦創立了狹義相對論。

4、愛因斯坦神奇的電梯

想像你身處一個密閉的電梯中，發現自己漂浮其中，那麼你如何區分自己是在太空中失重還是跟著電梯在地球的引力場中做自由落體運動？相反，如果你踏踏實實地被吸在電梯的地面上，你又如何判斷電梯是在太空中做加速運動還是電梯靜止在地球表面？

3、法拉第關於場的的思想

法拉第是第一個提出力線，和場思維的人。這影響了麥克斯韋，對麥克斯韋統一電磁學影響很大。但我們都知道力線和場是抽象出來的東西，是為了更好的學習和理解。我們做過的實驗是拿一把鐵屑灑在磁場周圍，來看看力線，來看場。這個好像是可以用實驗來驗證的。對吧？

其實嚴格意義上來說也是不能的！ 為什麼？？

別忘了，場在理論意義上是有全域性的。就是說理論上力線可以延伸至無限遠【這個有的老師很細心，她會講到這個。】就像光一樣。所以你無法通過一把鐵屑就驗證的。

4、薛定諤的貓

這個思想實驗在網上發的太多了，我就不細講了。其實這是薛定諤對不確定原理的宏觀構想。這個玻爾和愛因斯坦論戰了很久。專業術語叫：EPR悖論。正好我在我量子力學書籍中《見微知著》第二章論述過，介紹過。喜歡的可以去看看，標題為：從EPR悖論，到貝爾不等式，我們經歷了什麼？

5、「以太」思維。

以太是古希臘哲學家亞里士多德所設想的一種物質。19世紀的物理學家，認為它是一種曾被假想的電磁波的傳播媒質。但後來的實驗和理論表明，如果不假定「以太」的存在，很多物理現象可以有更為簡單的解釋。這個思維現在被否定了，大家都知道的。但「以太」思想的影響在100多年前，是很大的。包括牛頓，笛卡爾，胡克，愛氏等人，都深受此思想困擾。後來被邁克爾孫莫雷實驗給pass掉。 也是很典型的思想實驗。

不過我可以這樣跟大家說，以太思想，和現在暗物質理論思想很相似。所以我說暗能量，暗物質理論得高度懷疑。 大家也知道，要驗證它們存在和不存在都是困難的。

你去了解以太這個東西的時候，你會覺得非常亂。這其實本質就是人類對於無法解釋的東西，都用「以太」來解釋。後來認識不斷加深，才脫離了這個東西。

6、馬赫原理

馬赫原理其實不是原理，是馬赫思想。愛氏深受馬赫思想影響，從而創立廣義相對論。尊馬赫思想為馬赫原理。

馬赫的觀點是，物體的運動不是絕對空間中的絕對運動，而是相對於宇宙中其他物質的相對運動，因而不僅速度是相對的，加速度也是相對的；在非慣性系中物體所受的慣性力不是「虛擬的」，而是一種引力的表現，是宇宙中其他物質對該物體的總作用；物體的慣性不是物體自身的屬性，而是宇宙中其他物質作用的結果。

顯然這是一個無法實驗驗證的思維。但它確實產生了很大的影響，被我們熟悉。更多的諸如黑洞，大爆炸，雙生子悖論等我就不一一說了。 大家還知道哪些著名的思想實驗，無法在現實生活中重現。可以在下面留言，告訴夥伴們！

興趣閱讀：你就是下一個狄拉克！

保羅·狄拉克，OM，FRS（Paul Adrien Maurice Dirac，1902年8月8日－1984年10月20日），英國理論物理學家，量子力學的奠基者之一，並對量子電動力學早期的發展作出重要貢獻。曾經主持劍橋大學的盧卡斯數學教授席位，並在佛羅里達州立大學度過他人生的最後十四個年頭。他給出的狄拉克方程可以描述費米子的物理行為，並且預測了反物質的存在。

1933年，因為「發現了在原子理論里很有用的新形式」（即量子力學的基本方程——薛定諤方程和狄拉克方程），狄拉克和埃爾溫·薛定諤共同獲得了諾貝爾物理學獎。

狄拉克被譽為永遠最純凈靈魂的科學家。他一生淡薄名利，為科學事業奮鬥。他說過這樣的話：我們應當把數學美作為我們的指引燈塔，去建立一些有意義的理論——首先它們得具備數學美。

玻爾曾說：「在所有的物理學家中，狄拉克擁有最純潔的靈魂。」

楊振寧曾提到狄拉克的文章給人「秋水文章不染塵」的感受，沒有任何渣滓，直達深處，直達宇宙的奧秘。

阿卜杜勒·薩拉姆如是說：「保羅·埃卓恩·莫里斯·狄拉克——毫無疑問是這個世紀或任一個世紀最偉大的物理學家之一。

摘自獨立學者靈遁者物理宇宙科普書籍《變化》

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