思維實(shí)驗(yàn)——在大腦中運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)。

說到實(shí)驗(yàn)，你首先想到的是什么？是跟我一樣永遠(yuǎn)不能忘記第一次看到老師用火柴點(diǎn)燃倒扣在塑料杯下面的氫氣時(shí)，發(fā)出的那一聲巨大的爆炸聲和自己的驚呼聲？還是想起傳說中的伽利略在比薩斜塔上面扔下一大一小兩只鐵球（當(dāng)然，這只是個(gè)傳說而已），用它們的同時(shí)落地來推翻亞里士多德的論斷“重的物體比輕的物體下落得更快”？你的腦海中一定翻騰起無數(shù)你曾經(jīng)看到過或者親自做過的實(shí)驗(yàn)。但是你有沒有想過，有一種實(shí)驗(yàn)叫做“思維實(shí)驗(yàn)”，而正是這種思維實(shí)驗(yàn)極大地推動(dòng)了科學(xué)的發(fā)展。我知道你心里已經(jīng)開始犯嘀咕了，這就給你舉例證明。關(guān)于思維實(shí)驗(yàn)的科學(xué)史上最著名的例子就是伽利略做的實(shí)驗(yàn)，用來推翻亞里士多德重物下落得更快的論斷。

（以下對(duì)話純屬虛構(gòu)。）

伽利略說：“親愛的亞里士多德先生，您不是說重的東西比輕的東西下落得更快嗎？那么如果我們把一個(gè)鐵塊和一個(gè)木塊用繩子拴在一起，從高處扔下來會(huì)發(fā)生什么？按照您的說法，較輕的木塊下落得慢，因此他會(huì)拖累鐵塊的下落，所以他們會(huì)比單扔一個(gè)鐵塊下落得慢一點(diǎn)，是不是這樣？”

亞里士多德說：“沒錯(cuò)，邏輯正確?！?/p>

伽利略說：“但是，鐵塊和木塊拴在一起以后，總重量卻要比一個(gè)鐵塊更加重了啊，那么豈不是他們又應(yīng)該比單個(gè)鐵塊下落得更快？”

亞里士多德說：“呃……”

伽利略說：“這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們不用實(shí)際做一下了吧，單單就在我們腦子里面做一下就可以發(fā)現(xiàn)您的理論是自相矛盾的?！?/p>

亞里士多德說：“你讓我想想，你讓我想想……”

上面就是一個(gè)思維實(shí)驗(yàn)的生動(dòng)例子，在頭腦中運(yùn)行的實(shí)驗(yàn)有時(shí)候往往比真正的實(shí)驗(yàn)更具有說服力。愛因斯坦就是一個(gè)思維實(shí)驗(yàn)的大師，相對(duì)論的誕生和思維實(shí)驗(yàn)密不可分，甚至可以說沒有愛因斯坦在大腦中運(yùn)行的那些實(shí)驗(yàn)，相對(duì)論就不可能誕生。在本書中，我將帶你一起領(lǐng)略很多奇思妙想的思維實(shí)驗(yàn)，感受頭腦風(fēng)暴所帶來的快樂。

佯謬——乍一看肯定是不對(duì)的，但沒想到確是真的。

在物理學(xué)里面，經(jīng)常會(huì)遇到一些很有趣的事情，這些事情總是一開始讓你覺得是不可能發(fā)生的，但恰恰最后又被實(shí)驗(yàn)證明是千真萬確的。像這樣的事情，中文里面有一個(gè)詞就叫做“佯謬”。佯，就佯裝偽裝的意思；謬，就是謬誤錯(cuò)誤的意思；佯謬就是佯裝是錯(cuò)誤的，其實(shí)是正確的。在我們這本書中，會(huì)出現(xiàn)很多有趣的佯謬。我們先舉一個(gè)統(tǒng)計(jì)學(xué)中著名的佯謬的例子給大家看（本例子來源于果殼網(wǎng)）：

我高考終于考完了，考得相當(dāng)不錯(cuò)呢，終于到了填寫志愿的時(shí)候，東方大學(xué)（簡稱東大）和神州大學(xué)（簡稱神大）都是我向往的學(xué)校，錄取分?jǐn)?shù)都差不多，到底第一志愿要填報(bào)哪所大學(xué)呢？想來想去，為了終生大事我決定報(bào)考女生更多的大學(xué)，于是我開始在網(wǎng)上搜索兩個(gè)大學(xué)的數(shù)據(jù)進(jìn)行研究?！拔锢硐?，東大男女比例（就是男生數(shù)量比上女生數(shù)量）大于神大（東大是5：1，神大是2：1，兩所學(xué)校物理系都是男生多）；外語系，東大男女比例又是大于神大（東大是0.5：1，神大是0.2：1，兩所學(xué)校外語系都是女生多，但東大的男女比例更大一點(diǎn)）……哇，怎么所有專業(yè)東大的男女比例都高于神大??？那還猶豫什么呢，我肯定報(bào)神大了！”兩個(gè)月后我順利地進(jìn)入了神州大學(xué)，正當(dāng)我得意于我的選擇的時(shí)候，我悲劇地看到了一份資料，上面寫得清清楚楚：東大的整體男女比例小于神大。我靠，什么？！有沒有搞錯(cuò)？怎么可能東大的所有專業(yè)男女比例都高于神大，但是整體男女比例卻低于神大了呢？！不帶這樣玩我的??！肯定是哪里算錯(cuò)了吧？于是我拿出計(jì)算器狂敲，卻發(fā)現(xiàn)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)沒錯(cuò)，我也沒有算錯(cuò)數(shù)據(jù)，結(jié)果卻是千真萬確的。這種情況真的可能發(fā)生嗎？是的，這就是著名的統(tǒng)計(jì)學(xué)上的“辛普森佯謬”，看起來不可能的事情真的發(fā)生了。