说到做实验，那就需要实验室。说起实验室，我们想到的首先就是那些布满仪器的房间。可是我们需要知道，我们每一个人的肩膀上都有一个世界上最伟大的实验室，那就是我们的大脑。
随着年龄的增长，越来越觉得人与人之间的差距，不只是知识储备量的差距，而是认知水平和思维能力的差距。
那么如何锻炼思维能力呢？我想思维实验室是其中的一个重要方法。很多伟大的科学家，就是先通过思维实验得出某些结论，然后再公告出来让时间和事实去验证。爱因斯坦的狭义相对论就是著名的思维实验结果。
思维实验是指：使用想像力去进行的实验，所做的都是在现实中无法做到（或现实未做到）的实验。例如爱因斯坦有关相对运动的著名思想实验，又例如在爱因斯坦和英费尔德合著的科普读物《物理之演进》中，就有一个实验要求读者想像一个平滑，无摩擦力的地面及球体进行实验，但这在现实（或暂时）是做不到的。思想实验需求的是想像力，而不是感官。爱因斯坦曾说：“理论的真理在你的心智中，不在你的眼睛里。”
那下面我们就通过一个历史上著名的物理思维实验，来锻炼一下思维。
1.伽利略关于物体下落快慢的思维实验
亚里士多德在2000年前看到羽毛和石头，落地快慢不同，他认为重的物体要比轻的物体下落的速度快。
学过物理的人都知道这个观点是错误的，支持伽利略的是他的比萨斜塔实验，传说中他在比萨斜塔同时释放两个质量不同的小球，结果两个球是同时落地。
很遗憾，这只是一个让人们记住伽利略的故事，伽利略，真正反驳这个观点是通过了一个著名的思维实验。
根据亚里士多德的说法，如果一个轻的物体和一个重的物体绑在一起然后从塔上丢下来，那么重的物体下落的速度快，两个物体之间的绳子会被拉直。这时轻的物体对重物会产生一个阻力，使得整个系统下落速度变慢。
但是，从另一方面来看，两个物体绑在一起以后应该比任意一个单独的物体都重，那么整个系统下落的速度应该最快。这就与上面的分析矛盾了。
这个矛盾就证明了亚里士多德的理论是错误的。
2.伽利略的惯性思维实验
物体的运动要不要力来维持呢？是不是有力推动物体，物体运动运动，当力消失，物体就停止运动呢？原来的人们都是这么以为的，直到伽利略提出了如下实验。
假设斜面完全光滑
假设斜面完全光滑，左边的小球从一定高度下滑，会滑到右边的同样高度。如果把右边的斜面放低一些，小球仍然能够达到同样的高度。那么我们试着想一想，如果把右边的斜面放平，变成水平面，那么小球将会怎么运动呢？
对了，小球将永远匀速直线运动下去，因为它永远达不到它想达到那个高度。
这样就证明了运动是不需要力来维持的。
3.牛顿的地球大炮
地球大炮
如图，一门架在高山上的大炮以很高的速度向外水平地发射炮弹，炮弹速度越快，就会落到越远之处。
如果速度足够快，会发生什么呢？
如果速度足够快，则炮弹就永久也不会落地，而是会绕着地球作周期性的运动。
这是牛顿的这一思维实验，让人造卫星发射成为可能，现在地球上空有上千颗人造卫星，都来自于牛顿的这个理论。
牛顿的这一思想试验，第一次让人们认识到，原来月球不会掉到地上来（也不会飞走）的缘故，恰是致使苹果落地的引力！牛顿的引力理论促进了人们认识上的一个飞跃：天上的东西其实不“神圣”，他们遵守的规律和地上的普通物体完整一致。
4.爱因斯坦的光线思维实验
这是爱因斯坦在提出相对论之前的思考，据说爱因斯坦就通过这样的思维实验，得出了狭义相对论。
爱因斯坦首先通过一个思维实验很容易就得出了引力会使光线弯曲的结论。你可能觉得非常难以理解，光线怎么可能弯曲呢？我们从来也没有见过手电筒打出去的光会有任何一丝一毫的弯曲，其实那一切不过是光的速度太快，弯曲的程度太低，我们的眼睛无法察觉。我用一个思维实验很容易就可以向你证明——光，是不可能在任何时候都走直线的。
请你闭上你的眼睛，跟我一起来想：现在假设你是在一部做着自由落体运动的电梯中，你会感觉到失重，所有的东西在你身边都漂浮起来。你随手从口袋里面拿出一个玻璃球，在眼前松手，你会看到玻璃球在眼前漂浮起来，你轻轻地一弹，玻璃球在你眼皮底下以匀速直线运动朝前飞去。这一切都如此正常，天经地义。
现在我是站在地面上的一个观察者，我看到的情况就完全不同了，假设电梯是透明的，我会看到什么呢？我会看到哪个在你面前做匀速直线运动的玻璃球以一个抛物线的轨迹坠落。
这个情景就如同你在运动的火车上从窗口扔出一个物体，你自己看到这个物体直线下落到地上，可是在站台上的人看来，物体是在做一个抛物线运动。
那么，再次闭上你的眼睛，还是回到那部失重的电梯中，你打开手电筒，一束光从你的手里打出去，请把这束光想象成是一个小球。请问，这束光对你而言是不是做着匀速直线运动呢？如果是，那么对于地面上的观察者——我而言，这束光就必定也是个抛物线。如果你觉得这想不通，你一定要认为地面上的我看到的光是直线，而不是抛物线。那么，如果我看到的是直线，你看到的就一定是向上弯曲的抛物线了，别忘了，你正在不停地下落呢。换句话说，我们俩不可能同时看到光走的是一条直线，要么你看到的是抛物线，要么我看到的是抛物线，只能二选一。
稍稍经过思考后，所有人都会选择后者，也就是从地面上的观察者来看，光走的路线跟小球一样也是抛物线，只是光的速度太快了，这根抛物线拉得很长很长，因此弯曲度很低很低，我们肉眼根本察觉不出来。但是我们都应该能达成共识，那就是地球的引力确实会弯曲光线。
那么显然，既然地球的引力可以弯曲光线，那么所有的引力场应当会使得光线弯曲，我们这个地球不应当有什么特权。引力越大，也就弯曲得越厉害。再根据等效原理，加速度就是引力，引力就是加速度，因此，加速度同样会造成光线的弯曲。
怎么样？做完这几个思维实验有没有脑洞大开的感觉，物理学家的大脑果然是一个超级实验室，我们也可以在生活中多训练自己的大脑，或许会有神奇的发现。
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