等效原理：加速度与引力的物理效果相同

2023-11-05 理论教育版权反馈

【摘要】：爱因斯坦欢呼一声，他获得了一生中令他最快乐的想法，那就是加速度和引力在物理效果上是相同的，这被爱因斯坦称为等效原理。电梯刚刚启动上升时，你会觉得自己的心一沉，好像身体变重了；电梯快停下来时，你又会觉得自己的心一飘，好像身体变轻了有了等效原理，爱因斯坦终于能把万有引力放到自己的理论中了。因为万有引力通过等效原理就和加速度关联上了，而加速度和运动是关联的。

当爱因斯坦破解了这个谜案之后，他隐隐约约觉得自己就要找到把万有引力和时间联系起来的线索了，就差最后一口气了。他苦苦地思索着，答案似乎已经若隐若现，但就是看不清楚。直到有一天，他突然获得了一个绝妙的想法，他把这个想法称为自己一生中最快乐的想法。这到底是一个什么样的想法呢？

你一定坐过电梯吧？你有没有发现，当电梯刚刚启动上升的时候，你会觉得自己的心一沉，好像自己的身体变重了一点儿？而当电梯快停下来时，你又会觉得自己的心一飘，就好像自己的身体变轻了一点儿？这是因为电梯在启动或者停止时，会有一个加速度，正是这个加速度让我们感觉到了自己身体重量的变化。

这原本是很一个常见的现象，可是爱因斯坦却突然想到，假如我坐在一个密闭的电梯中，有没有办法区分出这架电梯是静止在地球，还是在太空中加速运动呢？如果我在电梯中失重了，那我能不能区分出电梯是飘浮在太空中，还是在地球上自由下落呢？爱因斯坦想来想去，他发现，只要不开电梯门，根本没有任何办法区分这两种状态。爱因斯坦欢呼一声，他获得了一生中令他最快乐的想法，那就是加速度和引力在物理效果上是相同的，这被爱因斯坦称为等效原理。

电梯刚刚启动上升时，你会觉得自己的心一沉，好像身体变重了；电梯快停下来时，你又会觉得自己的心一飘，好像身体变轻了

有了等效原理，爱因斯坦终于能把万有引力放到自己的理论中了。为什么呢？因为万有引力通过等效原理就和加速度关联上了，而加速度和运动是关联的。这样一来，爱因斯坦的相对论就升级了，他终于能把宇宙中最普遍的现象—时间、空间、运动、引力，全都整合到一个理论中了，这是非常非常非常了不起的成就，必须要用三个“非常”才够。这次升级，爱因斯坦花了整整10年的时间才完成。今天，许许多多的科学家都把相对论称为世界上最美的理论，相对论也被誉为人类最伟大的智力成就。

爱因斯坦的相对论把宇宙中最普遍的自然现象—时间、空间、运动、引力，全都整合到一个理论中

多亏爱因斯坦搞明白了引力和时间的定量关系，我们今天到处可见的导航仪才能为我们精确地指引方向。因为导航仪要用到全球定位系统（简称GPS），就是利用天上的卫星来给地球上的接收器定位。它的原理简单说来就是利用不同的卫星信号抵达接收器的时间不同，这时候，就必须非常精确地知道卫星上的时钟和地面上的时钟走时会相差多少。而天上的卫星与地面上的接收器所受到的地球引力是不同的，因此，就要用到爱因斯坦的公式才能精确计算出它们的差值。

一对双胞胎引发的谜案告诉我们：(www.chuimin.cn)

这世界上有很多现象都是反直觉、反常识的，看上去不可思议的事情很有可能是正确的，就像时间是相对的。而很多听上去或者看上去有道理的事情，未必就是真的。

就像有人说如果你骂一碗米饭，米饭就更容易发霉，而你赞美一碗米饭，米饭就会保持新鲜，听上去好像很有道理，其实根本经不起实验的检验。

爱因斯坦终于从理论上证明了，万有引力确实会影响时间。在他去世后，科学家们也用实验证明了他的理论。然而，真正让全世界的科学家都无比震惊的是，爱因斯坦还发现了有关万有引力的真相，而这个真相实在太过于惊人，以至于当被天文观测证实的时候，引发了全世界的大轰动、大讨论。

信号在卫星和地球之间的传送和接收

这个令人震惊的真相到底是什么呢？

思考题

你可能听说过食物相克的说法，比如有人说土豆和香蕉一起吃会长雀斑。你敢不敢做一个实验来验证一下，然后说说你觉得这是不是真的呢？