在公元一世纪,我国东汉时代有一位学者(可惜他的姓名没有流传下来),为了解除人们的怀疑,做过一个有趣的实验:在一个风平浪静的日子里,他把自己“禁闭”在一艘大船的舱里,把门窗统统关严,船外的景物一点也看不见。船开稳后,他毫不知道船在行驶。原来,人们所以能觉察车船的运动,主要是依靠外面景物做参照物来判断,或感到车船的颠簸、转弯来判断的。大船在平静的水面上平稳的航行,没颠簸、转弯,又看不见船外的景物,所以无法判断自己运动与否。由此,这位学者理直气壮地宣布:我们站在地球上,就像坐在船里一样。因为地球的运动非常平稳,所以我们感觉不到它在运动。
无巧不成书,为了解释人为什么察觉不到地球的运动,著名的意大利科学家伽利略,也作过一次类似的实验。1632年的一天,伽利略也把自己关在船舱里,不过,他更精密地规定,船必须匀速、直线行驶。为什么这样规定呢?因为船速和船向变化时,船上的人就会因为惯性的作用而前俯后仰,东倒西歪,也就能察觉船的运动了。根据实验结果,伽利略指出:坐在匀速直线运动的船上,人的感觉就和坐在静止的船上,甚至坐在岸上一样。只有借助船外的其他物体作参照物,人们才能判断自己的运动。
由于这个发现,人们把运动相对性原理叫作“伽利略相对性原理”。其实,中国人发现这个原理要比伽利略早1500多年呢!
当然,地球的公转和自转,都不是匀速直线运动,速度时刻都在变化。但是,因为地球的半径太大了,有6000多公里,人们坐在地球上向前运动111公里,方向才变化一度,所以根本察觉不出自己在拐弯。地球公转的半径更大,有15000万公里左右,地球前进260多万公里,方向才变化1度,人们更感觉不出它在拐弯了。正因为地球的公转和人随地球的自转接近于匀速直线运动,所以我们才觉得地球是静止的。
《禁闭在船舱里的实验.doc》
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