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无论你在火箭中做怎样的力学实验,实验,都不可能让你在以下两种可能性之间橄出判断:你究竞是在一二枚加速运动的、远离任何引力质量的火箭之中,还是在一个静止的、将你往拉址的行星的引力场内的个密闭空间之中?更一般地说,你无法知道你到底是不是实际上在身处加速参考系的同时还处于一个引力场中,此时你在周围的所有物体上所观察到的加速度源于“真实的”引力加速度与惯性力加速度的结合。 另外的一个例子可以让我们有一个更生动的图像。假设你正在一架自由蒂体的飞机之中。飞行员让飞机进人上升轨道后关闭了发动机。飞机以及其中的一切,包括你,将在地球的引力场中沿着一条抛物线轨迹运动。如果你撒手放开一个物体,它将随着你一起掉落,也就是说它将相对于你不再握持物体的手保持静止。你将不会感觉到来自座位的任何压力,也不再能感觉到你的体重。如果你在飞行员关闭发动机之前睡着了,然后在抛物线飞行的过程中醒来,那么你完全没有办法判断你是和周围的物体一起落入了引力场,还是正漂浮在远离任何恒星或行星的太空中。在第一种情况下,你和飞机上的其他物体共同受到地球引力的作用,但是由此产生的加速度在与你一起下落的机舱参考系中将会被所有物体的惯性力严格抵消。在第二种情况下,你和你周围的所有物体都没有受到任何力。 你无法在以上两种假设之间做出判断,除非你通过舷窗查看外面的环境。这样的实验会在宇航员的训练机上执行,以模拟“失重”的情况。这种情况也发生在围绕地球运行的国际空间站之中。空间站内的乘员们知道他们正在围绕一个大质量的天体运行,他们和他们周围的所有物体都受到这个天体的牵引,但他们也可以是等效地处于外太空中的某处,远离任何恒星或行星。 爱因斯坦在思想实验中设想了类似的情景,他把狭义相对论中的火车换成了火箭、电梯或者旋转的木马,由此他给出了等效原理的另一个定义: 一个无引力情况下的加速参考系和一个与能够产生相同加速度的引力源相对静止的参考系是等效的。 引自 爱因斯坦横空出世:思想实验
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