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飞行中的科学 [:1700041598]
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飞行中的科学 有趣的对比
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当与参照相比，某物发生了运动，就像相对于机窗外的景物来说（机翼那些固定在飞机上的东西除外），你也在运动那样，这种运动产生影响就叫做相对论。如果你搭乘的是廉价航空，现在差不多到了享用茶点的时候了，让我们趁机来感受一下所谓的“机舱相对论”吧。
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爱因斯坦曾经说过一段非常著名的话来描述某种相对论。“男人与一位美丽的女士比肩而坐时，一小时就像一分钟那么短暂。但是如果让他在热腾腾的火炉上蹲上一分钟的话，这一分钟将比一小时还要漫长。这就是相对论。”如果你坐过飞机，就会有相同的感受吧。当你一边喝着饮料一边与邻座愉快地聊天时，时间仿佛过得飞快，而当你边上坐了一个闷罐子，时间就好像永远也过不完。
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虽然爱因斯坦调侃地把这种现象也称为相对论，不过他是想通过这个玩笑来说明时间的主观性。指针匀速的滴答向前，时间在一丝不苟地流逝，它是客观、严谨、科学的，然而，人主观体验上的时间则完全又是另外一码事。俗话说，心急吃不了热豆腐，心越急，你反而会觉得等待的时间更长。不过，在飞机上，你看到的许多现象都能用相对论来阐释，当然，这个相对论是物理学意义上的相对论。
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飞行中的科学 伽利略的天才想法
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只要一提起相对论，我们就会想到伟大的爱因斯坦，不过，这个概念不是他首创的。伽利略是相对论概念的奠基人，他在17世纪30年代提出的一些想法成为了相对论的重要基础，不过在当时，这些想法震惊了许多人。
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破冰者
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倒一杯饮料，在里面放一块冰。把杯子放在桌子上，然后观察那块冰。如果有可能的话，观察一下平稳飞行中冰的状态。再看一下当飞机遇上气流，或加速转弯时，冰又会发生什么变化。
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在没有加速的平稳飞行中，冰一动不动地浮在杯面上，好似被放在了地上一样。在这种情况下，如果拉下遮光板，你会觉得自己根本就不在飞行中。你没法在机舱里捣鼓那些能证明你是在运动中的物理实验。这种平稳会让我们错以为自己在陆地上。这就是伽利略天才的想法。他通过一艘平稳行驶的船来说明了他的想法，道理是一样的。
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当飞机经过气流或加速时（转向也是加速的一种），那种我们习以为常的平稳状态瞬间就被打破了。冰摇摆起来，我们开始上下颠簸，左右摇摆，这一切都提醒着我们，飞机正在运动。
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伽利略认识到任何运动都是以其他参照物为前提的。如果两个物体以相同的速度运动，对于它们彼此来说，另一个物体都是相对静止的。如果你看见附近还有一架飞机，若它的飞行速度与你相同，而且也朝着同一方向飞去，在你看来，这架飞机就是静止的。不过，这不仅仅只是视觉上的问题——如果以你的飞机为参照物的话，这架飞机就是静止的。假设两架飞机能挨得足够近，你甚至能轻松地登上另一架飞机，完全察觉不出它们是处于运动状态的。
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对于伽利略来说，这个认识非常重要，因为它有力地支持了哥白尼提出的太阳中心说（地球绕着太阳运动）。自古希腊起，人们就认为地球不会转动，它静止地悬挂在宇宙中心，而太阳（和其他所有的星球）则围绕着地球旋转。在伽利略的时代，人们否认地球是处于运动状态的，普遍的观点认为如果地球在动，那些没有被固定在地面上的物体肯定会被甩出地球。当然，这种观点是错误的，从我们的角度来说，地球的确是不动的。因为，我们所有人都随着地球旋转的速度与它一起运动着（除非，例如我们坐在飞机上）。
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追赶
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让我们来重现伽利略的那个实验，它曾使那些不了解相对论的人感到大为震惊。意大利皮耶迪卢科湖上，某艘船上正在举行一场聚会，船在六个桨工的卖力划动中前行。伽利略询问他的朋友斯达路堤是否随身携带了一些较重的物体。斯达路堤拿出了一把很重的钥匙，显然，这是一把十分重要的而且无法复制的钥匙。伽利略用尽全力将这把钥匙笔直抛向空中，此举让朋友大吃一惊。斯达路堤觉得，船向前行进，钥匙一定会掉入湖中，他惶恐地不知所措，差一点就要跳进水里。
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在拥挤的机舱内将钥匙抛过头顶不是一个好主意。你最好搓一团纸球来做这个实验——最好移步至开阔区域，远离其他乘客和空乘，并尽量将物体笔直上抛。如果伽利略的朋友在场，他一定认为纸球会向后落在地上，因为飞机被发动机推动向前，而纸球却没有。很显然，他的这种假设是不会发生的。
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在伽利略所处的那个年代之前，人们觉得物体在推动下才会运动（或者在重力和浮力的作用下）。显然，球（或钥匙）被抛出之前它是与你同时运动的（钥匙是与伽利略一起的）。然而接下来，按照人们过去的认识，这种推力在抛出的瞬间消失了，因此物体就会落在后面。现实中，如果你垂直将球抛起，球一定能落回你手中，你与球之间没有相对运动，也不存在那个能使球发生相对于你位移的力。
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我们想象一下就好了。试想你爬到了机翼上，手中还捏着那团纸，再一次笔直地将它上抛。这一次会发生什么呢？这一次，纸球会被甩在后面。不过这是因为相对于空气来说，飞机的速度很快。从你的角度来说，你坐在机翼上，飞机是静止的，而空气则高速向后运动。向后运动的空气会与纸球接触，上亿个高速运动的空气分子与纸球发生撞击，将纸球推向后方。为了避免这个问题，伽利略选择了一把很重的钥匙。
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