我們在網(wǎng)上可以找到“十大著(zhù)名的思想實(shí)驗”，它們分別是電車(chē)難題、空地上的奶牛、定時(shí)炸彈、愛(ài)因斯坦的光線(xiàn)、特修斯之船、伽利略的重力實(shí)驗、猴子和打印機、中文房間、薛定諤的貓、缸中的大腦。

這四個(gè)思想實(shí)驗中，我比較了解的是愛(ài)因斯坦的光線(xiàn)、伽利略的重力實(shí)驗、猴子和打印機、薛定諤的貓。這四個(gè)里面除了猴子和打印機，其它三個(gè)都是物理學(xué)史上著(zhù)名的思想實(shí)驗。接下來(lái)我們就說(shuō)一下這三個(gè)思想實(shí)驗。

伽利略的重力實(shí)驗

在古希臘時(shí)代，著(zhù)名哲學(xué)家亞里士多德曾經(jīng)提出一個(gè)學(xué)說(shuō)認為，重的物體下落快，輕的物體下落慢。如果把一個(gè)重的物體和輕的物體綁在一塊，那么輕的物體會(huì )阻礙重的物體下落，從而使重的物體下落速度變慢。

伽利略提出了一個(gè)思想實(shí)驗，兩個(gè)物體綁在一塊之后，總的質(zhì)量應該比兩個(gè)物體都重，這樣應該比兩個(gè)物體的下落速度都快。就這樣簡(jiǎn)單的一個(gè)思想實(shí)驗就推翻了亞里士多德的學(xué)說(shuō)。

正是這個(gè)思想實(shí)驗之后，伽利略在比薩斜塔上做了著(zhù)名的實(shí)驗，就是我們小學(xué)時(shí)候學(xué)的那篇課文，《兩個(gè)鐵球同時(shí)落地》。即如果不考慮阻力的影響，重的物體和輕的物體下落速度是一樣快的。

愛(ài)因斯坦的光線(xiàn)

愛(ài)因斯坦還在郵局工作的時(shí)候曾經(jīng)設想過(guò)這么一個(gè)思想實(shí)驗，如果一個(gè)觀(guān)測者以光的速度運行，那么是不是應該看到光的振動(dòng)。

愛(ài)因斯坦最后證明，對于任何勻速運動(dòng)的觀(guān)測者，他們觀(guān)察到的物理規律對于任何慣性參考系都是一樣的。

在這個(gè)思想實(shí)驗之后，愛(ài)因斯坦提出了他那著(zhù)名的狹義相對論。

薛定諤的貓

這個(gè)思想實(shí)驗相信很多人都聽(tīng)過(guò)。如果我們將一個(gè)衰變粒子放在一個(gè)黑匣子里面，這個(gè)粒子如果衰變便會(huì )出發(fā)一個(gè)開(kāi)關(guān)，這個(gè)開(kāi)關(guān)連接了槍的扳機，如果槍射出子彈便會(huì )射殺在黑匣子里面的貓。因為粒子是否衰變處于一種不確定的狀態(tài)，所以貓是處于一種生死的疊加態(tài)。

薛定諤提出這個(gè)思想實(shí)驗是為了說(shuō)明量子力學(xué)的疊加態(tài)所產(chǎn)生的謬論，但是正是這個(gè)思想實(shí)驗引發(fā)了物理學(xué)家關(guān)于量子力學(xué)本質(zhì)的激烈討論，推動(dòng)了量子力學(xué)的深入發(fā)展。

圖1. 思想實(shí)驗：薛定諤的貓