先來個開胃小圖
你的眼睛會欺騙你，你的耳朵會欺騙你，你的經(jīng)驗會欺騙你，你的想象力同樣會欺騙你，但是數(shù)學(xué)不會
沒有那個物理規(guī)律是不反直覺的，比如牛頓第一定律就很反直覺，否則就不會坑了亞里士多德，還坑了一千多年。
我們現(xiàn)在覺得他不反直覺，是因為我們上學(xué)學(xué)過了。
現(xiàn)代物理學(xué)有很多反直覺的東西，相對論和量子物理讓人有種豈有此理的感覺，而對于物理學(xué)家來說，并不存在什么”直覺“，閉上嘴，計算它！
我們繼續(xù)......
流體力學(xué)有個非常有趣的科普實驗，我也就小時候看過一次，是在中國歷史博物館的一次外國科普展和高中那些流體力學(xué)實驗比起來，反直覺效果拔群
流程很簡單：一個抽油煙機一樣的裝置，只不過并非吸氣，而是向外噴氣。將一個有一定質(zhì)量的金屬片，用手托住，水平地，從下往上貼向吹氣口。
當(dāng)距離靠近風(fēng)口時，首先你會感到手受到的力量變大，但是當(dāng)繼續(xù)靠近風(fēng)口時，壓力驟降。這時候松手，你會看到，金屬片貼在了風(fēng)口出。
小時候不懂，當(dāng)時就眼睛和嘴巴就“三個O”了
以為有什么機關(guān)，走近看，突然發(fā)現(xiàn)，風(fēng)口不是被堵住，而是繼續(xù)有風(fēng)吹出
繼續(xù)近距離觀察，發(fā)現(xiàn)金屬片居然和風(fēng)口之間居然還有一小段距離。這個金屬片是懸浮在空中的上面吹風(fēng)，鐵片有重量，兩者應(yīng)該都導(dǎo)致鐵片落下，但是他就偏偏懸浮在空中。
這個現(xiàn)象無論你如何用樸素的常識去解釋，都是相悖的。
印象太深刻了，上中學(xué)的時候，一直期待流體力學(xué)的實驗，但最后見到的卻是吹乒乓球……，當(dāng)時之失望，直想掀桌而去。
呵呵，相信如果我們教育部門用的是這個實驗來展示流體力學(xué)，會讓更多的孩子愛上物理，當(dāng)然，這里也理解國內(nèi)教育資源的匱乏。
但是不妨多辦些有趣的科技展，科學(xué)雖好，也需要推銷的。
最后說到原理，其實很簡單，就是伯努利方程，流速越快，壓強越小。壓力差，導(dǎo)致鐵片被大氣壓頂向風(fēng)口出。懸浮，是重力，空氣推力和大氣壓之間的平衡。
但是真做出來這個裝置，還是需要點小精細的，比如氣流要穩(wěn)定，不能太大也不能太小。
前面說了，相對論和量子物理中有大量的反直覺的物理現(xiàn)象，說到這兩個理論，就不得不說“光”，人們對于光的興趣，可以說是自古有之，古人千方百計想搞明白光是什么，于是出現(xiàn)了很多靠譜不靠譜的解釋，亞里士多德說了（怎么總是他？
），光是一些微小的粒子，由光源發(fā)出，這種觀點后來被牛頓寫在他的神書《光學(xué)》里，牛爺在這本書里用一系列的推理和實驗支持了光的粒子說，而當(dāng)時的另一位大牛-惠更斯卻不認可，他說光如果是微粒，為啥對射的兩束光怎么不會發(fā)生光粒的碰撞？于是他也寫了本神書《光論》，并且完美解釋并推導(dǎo)了光的反射折射定律。
此后的一百多年，光的粒子說和波動說，兩方各有道理，但誰也無法拿出對方無可辯駁的實驗來說服對方，波粒大戰(zhàn)從此拉開帷幕，江湖從此血雨腥風(fēng)，刀光劍影。直到有位年輕人的出現(xiàn)，暫時終結(jié)了這場持續(xù)百年的紛爭，他就是托馬斯.楊，他用一個家喻戶曉的簡單實驗--光的雙封干涉實驗，來證明了光的波動性，從此，波動說一統(tǒng)江湖。
泊松亮斑
而波粒之爭其實愿沒有結(jié)束，之后的劇情發(fā)現(xiàn)不但反直覺還有這極反轉(zhuǎn)的劇情，因為泊松亮斑的提出者泊松，是光的波動學(xué)的反對者，作為一個理性黑，他通過波動學(xué)的計算方式，得出在一個圓片的陰影中心應(yīng)當(dāng)出現(xiàn)一個亮點，他覺得這太JB扯淡了，并且認為這個計算結(jié)果足夠證明光的波動說是荒謬的。 由于光的衍射，當(dāng)單色光照射在寬度小于或等于光源波長的小圓板或圓珠時，會在之后的光屏上出現(xiàn)的一個極小的亮斑。
結(jié)果菲涅爾和阿拉果通過實驗，發(fā)現(xiàn)了這一亮斑！
就這樣，你辛辛苦苦做的用來駁斥對方的論據(jù)，反而支持了對方。
波粒之爭我們暫且告一段落，來說說光的另一個反直覺的現(xiàn)象，光速不變。
說到這個話題，幾乎是宇宙吧永恒的日常話題，每隔幾天總會有人拿這個話題水一貼，實在是因為光的這個性質(zhì)太TM反直覺了，簡直就是豈有此理，它不僅為網(wǎng)友提供了大量的談資，也是困擾一百多年前所有物理學(xué)家的主要難題之一。
之所以說它是反直覺的，或者我們換一種說法:有悖常理的，是因為它所違背的“常理”，在我們的思維定式中太根深蒂固了，它甚至違背了經(jīng)典物理的根基-伽利略變換。什么是伽利略變換？很簡單，伽利略告訴我們，物體的移動速度并不是恒定不變的，速度這取決于它所對應(yīng)的參考對象，也就是參考系。比方說，汽車的速度是100km/h，這個速度是相對于靜止物體的速度，另一輛與它同向的車是80km/h，那么它們之間的相對速度就是20km/h，如果是相向行駛，那它們的相對速度就是180km/h。這沒有問題吧？簡直天經(jīng)地義，童叟無欺啊，然而這該死的光，卻偏偏很任性，它可不打算遵守這看起來似乎是真理的規(guī)律，它很任性的告訴我們:光速對于任何觀察者來說都是相同的（原話為:光在真空中的傳播速度與參考系無關(guān)，恒定為C）。
什么意思呢？假如我們把一束光換成上面例子中的汽車，它的速度是C，那么另一輛車換成宇宙飛船，它的速度是v，那么這束光的速度我們在地球上測是C，在飛船上測還是C，而不是C-v或者C v，無論你跑著測，跳著測，躺著測，還是接近光速飛著去測量，它的速度都是C，即使你逆向光運動去測，它還是C。
光速不變另當(dāng)時的物理學(xué)界有點不知所措，你承認它吧，它和經(jīng)典物理體系矛盾。不承認呢，又和現(xiàn)實矛盾。所以當(dāng)時很多科學(xué)家都試圖在經(jīng)典物理學(xué)框架內(nèi)來解釋光速不變，其中有個很牛逼的人，叫洛倫茲，他意識到伽利略變換可能是有問題的，所以他自己搞了個參考系變換，人們叫它洛倫茲變換。這個變換式以光速不變?yōu)榍疤?，給出了新的空間速度的關(guān)系式。然而這個方程組里，似乎隱藏著什么東西，揭去遮蓋它的層層面紗，人們越來越接近真相，而扯開它最后一層遮羞布的人，叫做阿爾伯特.愛因斯坦。
1905年的第一場雪，比以往時候來的更晚一些。
這一年，當(dāng)時默默無聞的愛因斯坦連續(xù)發(fā)表了5篇論文，而徹底改變了傳統(tǒng)物理學(xué)，奠定了物理學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)。百年后的2005年（也是愛因斯坦逝世50周年），聯(lián)合國將這一年定為國際物理年，以紀(jì)念這個物理學(xué)的“奇跡之年”。
在愛因斯坦的這5篇論文中，有一篇名為《論運動物體的電動力學(xué)》，被認為是狹義相對論的出生證，愛因斯坦在這篇論文中，以光速不變?yōu)榛炯僭O(shè)，詳細論證推理了勻速直線運動物體在空間的相對狀態(tài)，它將空間與時間聯(lián)系起來，認為它們是互不獨立的整體，形成了新的四維時空觀，也就是說，時間和空間，是一個整體。
而狹相作為一個革命性的理論，它的很多結(jié)論都非常的反直覺。
我們來看看狹相的一些結(jié)論，看看小愛用光速不變推導(dǎo)出了什么結(jié)論。
1 時間膨脹（速度越快，相對時間就越慢）
2 質(zhì)量膨脹（速度越快，相對質(zhì)量就越大）
3 尺縮（速度越快，相對運動方向的長度越短）
4 光速不可超越
5 智能方程
大家應(yīng)該對狹相并不陌生，初學(xué)狹相的人，往往不能拋棄傳統(tǒng)的時間空間概念，不能放棄傳統(tǒng)物理學(xué)根深蒂固的“直覺”“常理”，其實當(dāng)時的很多科學(xué)家也是這樣，前面提到的洛倫茲老先生，他至死都不接受相對論，一心想要融合牛頓物理和新時空觀的矛盾，最終帶著遺憾離開。
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