在密封的船里，真就没法知道船是否在行驶吗？

关键词：相对性原理，舟行人不觉，光线，光源，大漠在线


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中国古人非常善于观察、思考。早在汉代成书的《尚书纬·考灵曜》中，就描述过力学的相对性原理：“地恒动不止，而人不知。譬如在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉也。”意思是说，大地永远在运动不停，而人却不知道，就好像人坐在关闭窗户的大船中，船在行驶但人却不察觉。人在船中随着船一起运动，人与船之间相对静止，如果看不到窗外参考物，根本不知道船是在行驶还是停止不动。当然，这里的所谓行驶是指匀速运动，要是速度变来变去，还是不难知道船在行驶的。

这个力学的相对性原理，也叫伽利略相对性原理，这一原理是伽利略在1623年的著作《两大世界体系的对话》中提出的，伽利略的思想与中国古人的智慧何其相似！最保守地估计中国古人的这一思想的提出早于伽利略也在1600年以上。

这个坐船的经验很多人都有过，就是从未坐过船，也不难理解这个现象。但是，在密封的船里，真就没法知道船是否在行驶吗？我看未必。

这种情况下要想知道船是否行驶，是很困难，因为船上的东西都是随着船一起静止或一起行驶的。知道了困难在哪，也就知道了破解难题的方向。那么，只要找到一种不随船一起静止或一起行驶的东西，不就很容易判断出来船是否行驶吗？

设想有一只可以发出“光线”的笔，在船静止的时候，令光笔垂直于船的地板，往船的顶棚发一条光线。将光线射中顶棚的那个点标记出来备用。

实验开始，密封的船中，人只要按动光笔的开关，放出光线，再看顶棚光线射中的位置，即可轻松判断出来，此时的船是静止不动，还是匀速行驶——要是光线射中之前做了标记的那个点，那么，船是静止的。要是光线落点有所偏移，那船就是行驶之中。

为什么光笔能测试出来船是否行驶呢？因为，按照爱因斯坦的光速不变原理，不论光源运动与否，也不论观察者运动与否，光在真空中的传播速度恒定。光发出之后并不带有光源的速度，也就是说光是不跟着船走的，这决定了，当船往前走的时候，垂直向上的光线会打偏。

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