想要证明自己的见解是正确的,可能比想象的要难得多。假设你也在玩“秋千魔术”,并试图告诉坐在你旁边的邻居,说服他承认自己错了。而我就是你的邻居,我们俩都坐在秋千上。秋千逐渐摆动起来,幅度越来越大,眼看秋千就要开始绕着横梁画圈了。这时候,我们开始辩论:究竟是秋千在动,还是屋子在动? 有一点必须记住,我们要事先带好需要用的东西,并且在整个辩论过程中,都一直待在秋千上。
你:我们并没有动,是整个屋子在动!这有什么可怀疑的呢?如果真的是秋千在动,那当秋千竖直向上的时候,我们就不会是头朝下挂着了,肯定会从秋千上掉下去的。但我们并没有掉下去,这就说明秋千并没有转动,而是屋子在动。
我:请你也不要忘了,当旋转的水桶翻转起来的时候,水也不会流出去。
你:既然这样,那我们就计算一下秋千的向心加速度,看一看它是否能确保我们待在秋千上,而不会掉下去。现在,知道了我们距离旋转轴的距离,还有秋千每秒钟旋转的圈数,根据公式我们不难算出……
我:计算确实不难。但计算解决不了我们的争论。因为“秋千魔术”的发明者早就知道我们会有这样的争论,所以他早就告诉我,秋千旋转的圈数足够使我们觉得自己是对的。
你:虽然如此,我还是有信心说服你。你看,这个水杯中的水一直没有流到地板上去……不过,这个现象你已经用实验驳倒我了。那好,我来换一个例子。现在,我手里有一个铅锤,它始终是向下的,总是朝向我们的双脚。如果是我们在旋转而整个屋子保持静止的话,那这个铅锤就不是这样了,它就会始终朝向地板,也就是它有时会朝向我们的头,有时会朝向我们身体的侧面。
我:不,你错了。假如我们旋转的速度足够快,那么铅锤也一定会顺着旋转的半径从旋转轴抛出去,始终朝向我们的双脚这个方向,就像我们现在看见的那样。
到底怎样赢得争论胜利呢?现在,我就来告诉大家。在“秋千魔术”中的秋千上,你应当随身带一个弹簧秤,在弹簧秤的秤盘上放一块1000克重的砝码。在游戏开始后的不同时间,观察其指针的变化。你会发现弹簧秤的指针会在1000克这个数值处保持不变。这就可以说明是秋千静止不动了。
因为假如是秋千在动,弹簧秤必然会和我们一起绕着轴旋转,那么除了重力,还会有离心作用施加在砝码上。而离心作用在圆周下半圈各点上时会加大砝码的重量,在上半圈各点上时会减少砝码的重量。这样的话,我们就会观察到指针的变化,它会显示出砝码一会儿轻一会儿重、一会几乎没有重量的不同现象。但实际上,这种现象并没有发生,那就表明是整个屋子在旋转,而不是我们。