反重力思考

愛因斯坦火燒屁股

愛因斯坦「美女與熱火爐」的比喻,可是真的作過實驗的!

撰文/米爾斯基(Steve Mirsky)
翻譯/甘錫安

反重力思考

愛因斯坦火燒屁股

愛因斯坦「美女與熱火爐」的比喻,可是真的作過實驗的!

撰文/米爾斯基(Steve Mirsky)
翻譯/甘錫安

史上最傑出的時間專家愛因斯坦為了讓門外漢更容易了解相對論,有一段話相當著名:「一個男人與美女對坐一小時,會覺得似乎只過了一分鐘;但如果讓他坐在熱火爐上一分鐘,會覺得似乎過了不只一小時,這就是相對論。」


某個研究意外發現,這個「美女與熱火爐」的比喻其實不只是個巧妙的隨想。前一陣子,我在附近圖書館陳舊的書堆中翻翻揀揀,偶然間發現了這個比喻的原始風貌。令人驚訝的是,關於美女和熱火爐的這段話,其實是愛因斯坦一則短篇實驗報告的摘要。這篇實驗報告發表於已停刊的《熱科學與技術學報》(第一卷第九期,1938年)。顯然這位偉大的理論物理學家真的動手(還有身體其他部分)做過實驗,才構思出這段深入淺出的比喻。以下就是這則實驗報告的全文:


外在感受對時間膨脹之影響
愛因斯坦
美國新澤西州普林斯頓高等研究院


實驗摘要:一個男人與美女對坐1小時,會覺得似乎只過了1分鐘,但如果讓他坐在熱火爐上1分鐘,會覺得似乎過了不只1小時,這就是相對論。


由於觀察者的參考坐標系對於觀察者對時間流逝的感知有很大的影響,觀察者的心理狀態可能也會影響感知。因此我著手探討兩種截然不同的心理狀態下時間流逝的狀況。


實驗方法:我試著取得一座火爐和一名美女。但是很可惜,我無法取得火爐,因為幫我煮飯的女士禁止我接近廚房一步。不過我仍然偷偷取得一部1924年製的曼寧–鮑曼牌鬆餅機。用這部鬆餅機進行實驗,效果應與火爐相當,因為它能夠加熱到相當高的溫度。找到美女的問題比較大,因為我現在住在新澤西州。我認識卓別林,並曾到他的公司參加1931年新片「城市之光」的首映。於是我請他代為安排與他妻子見面,他的妻子是電影明星寶麗戈達,擁有意第緒語中所謂的shayna punim,也就是「美麗的臉龐」,有相當高的美麗度。


討論:我坐火車到紐約與戈達小姐在大中央車站的「大蠔酒吧」見面。她十分明豔動人。我覺得似乎過了1分鐘時看了看手錶,發現實際上已過了57分鐘,我將之四捨五入成1小時。回到家後,我插上鬆餅機的插頭,讓機器加熱。然後我穿著長褲和長的白襯衫,下擺沒有紮到褲子裡,坐在鬆餅機上。我覺得似乎過了1小時的時候,站起來看了看手錶,發現實際上過了不到1秒鐘。為保持兩個敘述狀況中的單位一致,我將之算成1分鐘。然後,我打電話找醫生。


結論:觀察者的心理狀態對時間的感知有很大的影響。


研究愛因斯坦的學者並不這麼認為,但「美女與熱火爐」實驗可能還讓人想到他另一段饒富意味的話:「如果我們知道自己在做什麼,那就不叫研究了,對吧?」的確,愛因斯坦有點絮絮叨叨,請看他對無線通訊的解釋:「無線電報一點也不難理解。一般電報就像一隻很長的貓,你在紐約這頭拉牠的尾巴,洛杉磯那頭就會喵喵叫。無線電報也是一樣,只不過沒有那隻貓而已。」據說這段話讓薛丁格在夜裡久久無法成眠。


【欲閱讀更豐富內容,請參閱科學人2002年第9期11月號】



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