爱因斯坦毕生最满意的点子

爱因斯坦毕生最满意的点子

你是否曾想过，为什么我们要用g力来描述高速行驶的汽车或喷射机所承受的加速度？我们会说，某个赛车手在加速、煞车或高速过弯时承受数个“g”的力道。“g”是重力（gravity）加速度的缩写，凸显出加速度与重力之间极为重要的关联。我们都非常熟悉以下的感觉：当你坐在即将起飞的飞机上，随着飞行员将引擎开到最大马力，你首先听到引擎的轰隆声，接着飞机开始在跑道上急剧加速，你则是被推向椅背，直到机鼻拉高爬升进入天际。如果你在完成起飞之前试着把头前倾离开头枕，就会感受到一股将头压回去的力量。这种阻力很像躺在床上时，头部重量往下压在枕头上的感觉。事实上，如果飞机的加速度达到一个g，这种感受就会完全相同。加速度的效果与重力类似。

爱因斯坦在广义相对论建构完成的几年前，想到上述的等效性。他给它起了一个平淡乏味的名字，叫做“等效原理”。他日后说，在“我想到了！”的那一刻，他得到毕生最令他开心的点子。这也显示出爱因斯坦无时无刻不全神贯注于科学上。他思考过物体处于自由落体状态的物理意涵。我们在云霄飞车俯冲时尽力忍受的那种失重感，其实正是这种等效性的最佳表现；只有在放弃抵抗地球重力场的当下，我们才会感受不到它的力，向下的加速度彷佛抵消了我们的重力体验。

爱因斯坦进一步指出，所有重力对空间与时间产生的效应都会出现在加速中的物体上。如果你坐在宇宙飞船的椅子上，而宇宙飞船正以1g的加速度在宇宙里飞行，那么你的感受会和椅背贴在地面上的感觉没有两样。在这两种情况下，你都会承受相同的力道将你压在椅背上。这个想法是关键，因为它意味着加速度与重力场一样，也会使时间变慢。情况确实如此。当你历经加速与减速，其效果就如同置身于重力场里，还会与地心引力产生的效应相加乘。

现在，我们终于要彻底平息挛生子悖论的争议了。爱丽斯之所以变得比鲍伯稍微年轻，是因为承受加速与减速的人是她。无论旅程是否直线往返，根据广义相对论预测，加速与减速期间她的时间会走得比较慢。事实上，如果循着之字形路线飞行，当她变换方向愈多次，所需承受加速和减速的时间就愈长，旅程经历的时间也就愈短。