龐啟帆

一天早上，著名的物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者歐內(nèi)斯特·盧瑟福接到了一位同事的電話。同事說(shuō)他準(zhǔn)備給一個(gè)學(xué)生的物理答卷零分，而這名學(xué)生卻聲稱(chēng)他應(yīng)該得到滿分。于是，師生倆決定找一位不偏不倚的裁判，結(jié)果選中了盧瑟福。整份試卷只有一道題。試題如下：“如何用氣壓計(jì)測(cè)定一棟大樓的高度？”學(xué)生的答案是：“把氣壓計(jì)拿到樓頂，用一根長(zhǎng)繩系住氣壓計(jì)，將氣壓計(jì)垂到地面，然后提上來(lái)，測(cè)量繩子放下的長(zhǎng)度，該長(zhǎng)度便是大樓的高度?！?/p>

這位學(xué)生的確有充分的理由得滿分，因?yàn)樗幕卮饑?yán)絲合縫準(zhǔn)確無(wú)誤。但另一方面，如果給滿分，無(wú)疑表明他在物理學(xué)方面能力突出，但這個(gè)答案并不能證實(shí)這一點(diǎn)。如何裁決呢？思慮良久，盧瑟福建議讓學(xué)生再試一次，給他6分鐘時(shí)間，必須用物理學(xué)方面的知識(shí)來(lái)回答這個(gè)問(wèn)題。5分鐘過(guò)去了，學(xué)生什么也沒(méi)寫(xiě)。盧瑟福問(wèn)他是否想放棄，他回答說(shuō)，他有好幾個(gè)答案，正在想哪個(gè)是最好的。盧瑟福對(duì)自己干擾他的思考表示抱歉并請(qǐng)他繼續(xù)。在接下來(lái)的一分鐘里，他迅速寫(xiě)出了如下答案：“將氣壓計(jì)拿到樓頂?shù)倪吘?，松開(kāi)手，讓其自由落下，用秒表記錄氣壓計(jì)降落到地面的時(shí)間，然后運(yùn)用自由落體公式（高度=0.5×重力加速度×?xí)r間的平方），計(jì)算出大樓的高度。”

看了學(xué)生的答案，盧瑟福問(wèn)同事是否還堅(jiān)持剛才的意見(jiàn)。同事哈哈一笑，然后夸贊學(xué)生做得非常出色，并且給了他滿分的成績(jī)。當(dāng)盧瑟福正要離開(kāi)同事的辦公室時(shí)，突然想起那個(gè)學(xué)生說(shuō)過(guò)他還有好幾種其他的答案，便好奇地問(wèn)他那幾個(gè)答案是什么。學(xué)生答道：“借助氣壓計(jì)測(cè)量大樓的高度，有許多種方法。例如，在一個(gè)陽(yáng)光燦爛的日子，把氣壓計(jì)拿到戶(hù)外，測(cè)量出氣壓計(jì)的高度和其陰影的長(zhǎng)度，以及大樓所投射出的陰影的長(zhǎng)度，通過(guò)運(yùn)用簡(jiǎn)單的比例法，就可以算出大樓的高度?！?/p>

“好極了”，盧瑟福說(shuō)，“其他的方法呢？”

學(xué)生微微一笑，答道：“還有一種經(jīng)典的方法，你也許會(huì)喜歡用。方法是：拿上氣壓計(jì)，開(kāi)始爬樓梯，并在墻上依次標(biāo)出氣壓計(jì)的長(zhǎng)度，記住你一共作了多少個(gè)記號(hào)。這種方法簡(jiǎn)言之就是用氣壓計(jì)當(dāng)尺子去量大樓的高度?！?/p>

“很直接的一種方法?！北R瑟福笑道。

“當(dāng)然，還有一種更為復(fù)雜的方法，你可以把氣壓計(jì)系在繩子的一端，讓它像鐘擺一樣擺動(dòng)，分別測(cè)算在地面和在樓頂上的重力加速度g。理論上，根據(jù)這兩個(gè)g的差值就可以計(jì)算出建筑物的高度?！?/p>

“根據(jù)同樣的方法，把氣壓計(jì)拿到樓頂，用一根長(zhǎng)繩系住氣壓計(jì)，將氣壓計(jì)放下，接近地面，然后讓其如鐘擺一樣擺動(dòng)，根據(jù)擺動(dòng)周期便可以計(jì)算出大樓的高度?！?/p>

“總之，”他總結(jié)道：“還有許多的方法可以解決這個(gè)問(wèn)題。”

“或許最好的一種方法是，帶上氣壓計(jì)到大樓地下室，去敲大樓看門(mén)人的門(mén)?？撮T(mén)人開(kāi)門(mén)后，你就對(duì)他說(shuō)‘先生，我這兒有一個(gè)很好的氣壓計(jì)，如果您能告訴我這棟大樓的高度，氣壓計(jì)就歸你了?！?/p>

說(shuō)到這，盧瑟福問(wèn)那個(gè)學(xué)生，他是否真的不知道這個(gè)問(wèn)題的最常規(guī)的方法。他回答說(shuō)他是知道的，但他說(shuō)從中學(xué)到大學(xué)，老師們總是試圖教他怎樣去思考，對(duì)此他實(shí)在感到很膩煩。

這個(gè)學(xué)生的名字叫尼爾斯·玻爾。多年后，他獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

（趙麗娟摘自《山東青年》2017年第4期）endprint