明明知道

葉李華

明明常有驚人之語，多年來爸爸早就習(xí)以為常，不過今天無論如何算是例外。

明明竟然沖到爸爸面前，一本正經(jīng)地說：“爸，我懷疑我們并沒有在做星際旅行，只是被關(guān)在一座很像太空船的大樓里！”

“你的小腦袋怎么會有這種想法呢？”爸爸問。

明明瞪大眼睛說：“我正在學(xué)習(xí)兩門線上課，物理入門和哲學(xué)入門……所以，當(dāng)我了解了萬有引力定律之后，就發(fā)揮了哲學(xué)家的懷疑精神。”

爸爸故意皺了皺眉頭：“很抱歉，小哲學(xué)家，我跟不上你的跳躍式思考。”

“爸，你別急嘛，聽我慢慢說。”明明替自己辯解。

爸爸點了點頭，于是明明一口氣說：“根據(jù)萬有引力定律，地球和我們每個人都會互相吸引，所以我們才有重量，比方說我32千克，爸爸70千克。如果我們真的在做星際旅行，既然已經(jīng)飛了一年多，早就飛出了地心引力的范圍，我們怎么可能還有重量呢？”

爸爸用鼓勵的口吻說：“所以呢？”

“所以，我懷疑我們根本沒有離開地球，一直被關(guān)在一座密閉的大樓里面。因為沒有門又沒有窗戶，欺騙我們是非常容易的事。”

爸爸好奇地問：“你認(rèn)為是誰在騙我們？又是為什么呢？”

明明早就想到好幾個答案：“可能是一家沒良心的電視公司，把我們關(guān)在這里演實境節(jié)目;也可能是變態(tài)的心理學(xué)家，拿我們這一百多人當(dāng)白老鼠，看看我們會不會自相殘殺。甚至還有可能是外星人的陰謀哦……”他剛結(jié)束一門科幻電影欣賞的線上課，腦袋里裝了很多這類故事。

“爸很高興你有這么豐富的想象力，不過明明啊，你只知其一，不知其二……”爸爸發(fā)現(xiàn)明明要插嘴，趕緊先發(fā)制人：“別急，現(xiàn)在輪到我慢慢說了。我們在太空船上不覺得失重，是因為這艘船一直在加速前進(jìn)，也就是越飛越快，越飛越快。正是因為飛得太快了，整個船艙都得用合金包起來，不能開半扇窗戶。否則一顆太空灰塵都可能把玻璃打穿，那后果就不堪設(shè)想了。”

明明忽然想到另一個疑點：“可是，至少應(yīng)該在外面裝幾個攝像頭，讓我們看到太空的景象，難道這也做不到嗎？”

爸爸露出一抹苦笑：“你想想，攝像頭會比玻璃窗還堅固嗎？”明明咕噥了一聲，爸爸繼續(xù)說：“退一萬步來講，即使真能裝攝像頭，也只會拍攝到灰蒙蒙的一片，而不是什么燦爛的星空！”

“為什么？”

“因為我們飛得太快了，由于相對論……”

爸爸欲言又止，明明立刻抗議：“每次都這樣，一提到相對論，你就擔(dān)心我聽不懂，最后總是不了了之，這算是科學(xué)精神嗎？”

爸爸嘆了一口氣：“不是爸爸不肯跟你解釋，而是相對論背后的原因太深奧，如果勉強(qiáng)打幾個比方，只會灌輸你一些似是而非的觀念。我覺得與其這樣，還不如干脆什么都不講，這才會讓你覺得不了了之。”

明明只好退而求其次，提出另一個問題：“那么可不可以告訴我，我們到底飛得多快呢？”

“很快很快，接近光速，也就是每秒將近30萬千米。不過你會感覺到重量，并不是因為太空船的速度快，而是我剛才說的，是因為它一直在加速前進(jìn)。對了，你的線上課講到‘重力加速度這個概念了嗎？”

沒想到明明卻答非所問：“太好了，聽說只要超過光速，就有可能回到過去。既然太空船不斷加速，是不是很快就會超光速了？”

爸爸嚴(yán)肅地?fù)u了搖頭：“太空船雖然不斷加速，可是永遠(yuǎn)不會超過光速，這也是相對論的重要結(jié)論。”

明明失望地把話接下去：“所以不能勉強(qiáng)解釋，不然只會灌輸我一些似是而非的觀念。”

爸爸哈哈大笑：“這回倒是例外，可以打個相當(dāng)貼切的比方。這么說吧，如果你有一條繩子，每天剪短一半，是不是無論過了多久，仍然會有一小段繩子在你手上？”

“對哦，這是什么道理？”

“改天我們再好好討論吧，現(xiàn)在請你言歸正傳，告訴我有沒有學(xué)過‘重力加速度這個概念。”

明明鄭重其事地?fù)u了搖頭，爸爸笑了笑，很有耐心地說：“沒關(guān)系，既然你還沒學(xué)過，我來講個生活上的例子吧。你想想看，我們每天搭電梯到食堂去吃飯，電梯上上下下的時候，你會不會覺得自己的重量有點改變？”

明明若有所悟地說：“對，每次電梯剛往上升的時候，我都會覺得自己變重了些。如果是下樓，一開始的時候，我又會覺得自己輕飄飄的。”

爸爸追問：“那么以前在地球上呢？是不是也有類似的現(xiàn)象？”明明想了想，然后點了點頭。

爸爸提高音量說：“很好，這就是加速造成的結(jié)果，我們可以把它看成一種人工的重量。只要把加速度的大小控制得剛剛好，在我們的感覺中，自己的重量就會和在地球上完全一樣。”

明明立刻舉一反三：“我懂了，所以不論太空船朝哪個方向飛，我都會覺得船頭是上方，船尾是下方，對不對？”

爸爸伸出大拇指：“完全正確！這樣是不是真相大白了？”

明明擺出小哲學(xué)家的姿態(tài)：“嗯……不算大白，頂多只能說把我的懷疑降低了一半。既然真正的重量和人工重量感覺起來完全一樣，我們還是有一半的可能，是待在地球上的實驗室，或者攝影棚里面。”

爸爸摸摸明明的頭，露出幾分無奈的表情：“你的哲學(xué)入門沒白讀！聽好了，的確有個不容置疑的鐵證……”

“啊，什么鐵證？快跟我說說。”

“我們的太空船不可能一直加速，否則到了目的地附近，再要剎車就來不及了。所以我們這趟航程，前面一半是加速，后面一半是減速。再過……”爸爸看了看萬用手機(jī)，“再過14個半月，我們就會進(jìn)入減速階段。那天，我們會經(jīng)歷一個反轉(zhuǎn)過程，會有好幾個鐘頭的時間，太空船既不加速也不減速，當(dāng)然不會產(chǎn)生任何人工的重量，因此我們每個人都會飄在半空中。在地球上是不可能模擬出這種失重狀態(tài)的，這就足以證明我們早就離開了地球，也就是我說的鐵證。”

爸爸這段話透露了一個事實：這艘太空船的加速階段大約有兩年半，接下來的兩年半則是減速階段，太空船等于是轉(zhuǎn)過來倒著飛。所以在太空中飛行五年之后，他們就能抵達(dá)目的地，而那個時候，太空船的速度也剛好減到零。等到為期一年的探索任務(wù)結(jié)束，太空船會用同樣的方式再飛回地球。

由此可知，整趟航程分成五個階段：加速——減速——停止——加速——減速。不過因為減速也會產(chǎn)生人工重量（就好像你搭電梯下樓，電梯最后減速時，你會覺得腳沉沉的），太空船里的人只有在兩次“反轉(zhuǎn)日”才會感受到失重狀態(tài)。

雖說乍看之下，整趟旅程需要11年，不過事實上，等到他們回到地球，卻會發(fā)現(xiàn)地球上已經(jīng)過了將近27年。這也是相對論的一種效應(yīng)，爸爸跟明明提過很多次，但是同樣沒有解釋背后的道理。爸爸只是強(qiáng)調(diào)，這正是他帶著明明一起遨游太空的主因，否則等到父子重逢的時候，兩人的年齡幾乎可以當(dāng)兄弟了。

不過爸爸從來沒有透露另一個原因，當(dāng)年媽媽意外身亡，對明明造成重大的心理創(chuàng)傷，至今仍有些后遺癥，實在不放心把他交給祖父母撫養(yǎng)。想到這里，爸爸突然擔(dān)心起來，明明今天冒出這么多疑問，是不是妄想癥的癥狀呢？如果讓他再等上一年多，妄想癥會不會越來越嚴(yán)重？

明明果然等不及了，用央求的口吻說：“太久了！太久了！有沒有現(xiàn)成的證據(jù)呢？”

爸爸抬頭想了想：“現(xiàn)成的證據(jù)沒有，不過，我可以教你怎么做實驗，自己制造一個證據(jù)。”

“能自己制造證據(jù)？那實在太好了！，，

接下來，爸爸花了一番心思，解釋了相關(guān)的物理原理：因為太空船里的引力是人工的，不論明明走到哪個角落，他的重量都不會改變。可是，萬一真給明明猜對了，他們是被關(guān)在一間巨大的實驗室里，感受到的是真正的地心引力，那么當(dāng)明明待在船頭（其實是頂樓）的時候，他的重量會比在一樓輕一點。

至于到底輕多少，爸爸用計算機(jī)做了一個簡單的模擬，配合動畫來解說，總算讓明明理解了。“道理我懂了，可是爸，實驗又要怎么做呢？”

爸爸笑著說：“這個實驗非常簡單，我們可以自己動手制作儀器。否則即使實驗成功了，我們的小哲學(xué)家也會懷疑儀器有問題。”

明明也笑著說：“爸爸真了解我。”

父子倆只花了五分鐘就完工了，他們把一根絲線掛在臺燈上，量了量絲線的長度，然后在10厘米的地方綁了一個橡皮擦。

明明露出難以置信的表情，因為這個“儀器”實在太簡單了，于是爸爸又費(fèi)了一番唇舌解說。這個簡單的裝置就是物理學(xué)家所說的“單擺”，如果放在固定的地方，它每次擺蕩的時間都一樣。可是，如果把它從低處移到高處，例如從山腳搬到山頂，它擺蕩一回的時問就會稍微變長。

“換句話說，就是會擺蕩得慢些。這艘太空船差不多一百米長，萬一它真是大樓的話，高樓層的地心引力會稍微小一點，根據(jù)公式……”爸爸在萬用手機(jī)上按了幾下，“半天之后，一樓和頂樓的擺蕩就會至少相差一次。不過，我們當(dāng)然不必目不轉(zhuǎn)睛地盯著，這種單調(diào)的工作交給手機(jī)就行了。”

結(jié)束這段對話后，父子倆先搭電梯到“一樓”，也就是船尾的倉庫區(qū)，把這個單擺實驗做了一遍。第二天又來到船頭的食堂，用同樣的方法做了一次實驗。

結(jié)果在當(dāng)天傍晚揭曉——船頭的擺蕩次數(shù)是63138，船尾則是63139！

“爸，現(xiàn)在你總該相信，我的懷疑有根有據(jù)IIB？”明明得意洋洋地說。

“這……這……”爸爸驚訝得說不出話來。然后，他突然想到好像在《高等相對論》中讀過一段話：一個物體如果進(jìn)行加速運(yùn)動，頭尾的加速度并不完全相同，這兩個地方的人工重量因此會有極微小的差異。嗯，是不是這個差異被什么因素放大，居然被單擺實驗測出來了？想到這里，爸爸趕緊打電話給探險隊的首席科學(xué)家，想跟他討論自己的發(fā)現(xiàn)和猜測。

不料接電話的竟然是個陌生的聲音：“王博士，很抱歉，實驗已經(jīng)結(jié)束了，我們會盡快安排大家出來。”

“這到底是怎么回事？到底是怎么回事？”其實爸爸明明已經(jīng)知道真相，只是心理上還無法接受罷了。

“王博士，您的公子猜得八九不離十，這個實驗是要研究人類在高速太空航行中，可能會出現(xiàn)哪些心理變化，為將來的星際旅行預(yù)做準(zhǔn)備。”

“所以，如果我兒子沒發(fā)現(xiàn)真相，就要浪費(fèi)我們這么多人整整11年的時間？”

“不會那么久，頂多兩年半，但是你們小小的犧牲，對整個人類來說太值得了。”

“兩年半？為什么是兩年半？”爸爸由于驚訝過度，一時之間腦袋不管用了。

明明倒是很快想到了原因：“爸，剛才你自己說的，再過14個半月，就會經(jīng)歷反轉(zhuǎn)過程，那是在地球上絕對模擬不出來的。”

這時，電話那頭的聲音又說：“現(xiàn)在實驗雖然提前結(jié)束，但是收獲異常豐富。我們已經(jīng)有了重大發(fā)現(xiàn)，封閉式太空船容易導(dǎo)致乘客胡思亂想，甚至出現(xiàn)不可預(yù)料的心理反應(yīng)。好在你自己發(fā)明了解決的方法。我們會正式向航天局提出建議，今后一定要在遠(yuǎn)航太空船的頭尾安置單擺，而且要直播到每問艙房，以求有效降低乘客疑神疑鬼的心理。”