第四部分「為何感覺不到地球公轉？牛頓：重力平衡向心力；愛因斯坦：如何分辨重力場和加速度」
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終於來到本文最後一個問題：為何感覺不到地球公轉？前港大理學院院長郭新教授曾經指出在Google上搜尋問題的解釋當中，找不到一個是正確的。
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他發現網絡上的答案大多說「根據慣性定律，不可能測試慣性參考系是否正在移動」。可是地球並非慣性參考系，因此用慣性定律去解釋是不嚴謹的。利用牛頓力學，正確的答案是「太陽吸引地球以及地球上所有人類的力，完美平衡了地球（和地球上的人）公轉所需的向心力」。
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可是我們可以追問：有沒有比牛頓力學更基本的解釋？有的，而且與之前討論過的炮彈思想實驗有關。這就要由愛因斯坦（Albert Einstein）的另一個思想實驗說起。
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愛因斯坦可說是利用思想實驗的專家。在1907年，即是他發表狹義相對論的兩年後，他想像有一部升降機，裡面有個可憐的人。突然，吊著升降機的纜繩斷掉，升降機裡面的人會失去了重力的感覺，「漂浮」了起來。
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然而我們知道，這是因為升降機和他都以相同的加速度向下自由落體。而如果升降機真的在空無一物的宇宙深處之中，以與地球重力加速度同等數值的加速度向「上」加速，那麼他就會被升降機的地板向「上」推，使他感覺到與身處地球表面一樣的體重。
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如果他看不到升降機外面的環境，他就不可能分辨自己究竟是在外太空被升降機地板向「上」推，還是與升降機靜止在地球表面。換句話說，任何物理學實驗都不可能分辨他「究竟這是在重力場中的自由落體，還是漂浮在遠離任何星體的宇宙空間裡」！
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愛因斯坦後來稱這個思想實驗為他「一生中最快樂的思想」。透過這個思想實驗，愛因斯坦驚訝地發現，在局部的情況下，沒有任何實驗能夠分辨重力場和加速度。
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換句話說，重力場就是加速度，加速度就是重力場，兩者是「相同的物理現象」！這個發現被稱為等效原理（equivalence principle）。等效原理是他在1915年發表廣義相對論的核心概念。
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地球正在向太陽「墜落」、太空站也正在向地球「墜落」。根據等效原理，我們不可能在局部情況下分辨到底地球或太空站究竟是正在「墜落」、還是在遠離一切重力場的宇宙空間之中。因此，我們不可能感覺到地球正在環繞太陽公轉，因為如果我們能夠感覺到地球公轉的話，就等於說我們能夠分辨重力場和加速度！

所以「為何感覺不到地球公轉？」的答案，是因為等效原理。不過要留意，這只是理論上的解釋。等效原理只會在無限小的局部（locality）環境中成立。但升降機並不是無限小的（這一點相信不用解釋）。
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源自一個星球的重力吸引方向是向心的。但在升降機裡的各個物體的加速度卻是平行向「上」的。因此，如果在升降機的兩側各放一個蘋果，我們就可以從兩個蘋果相距的距離分辨出升降機到底是在真正無重力的宇宙空間中，還是正在地球重力場中作自由落體。
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隨著時間過去，如果升降機真的在宇宙中，真的沒有重力作用於兩個蘋果之上，它們之間的距離就應該維持不變；如果升降機是在自由落體，指向地球中心的重力就會作用於兩個蘋果之上，而這兩個力並不是平行的，因此它們之間的距離就應該漸漸縮短。
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當然在現實中並不可能進行升降機實驗，但我們仍然能夠從一些自然現象中找出端倪。例如潮汐漲退就是地球、月球和太陽三者的重力效應，所以潮汐就是地球真正位於重力場裡的證據。
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但這仍只代表地球在重力場之中，並不代表地球正在公轉，地球可能是在直線向太陽墜落。加上之前提過的地球自轉，以及星星、太陽和月亮的周日和周年位置變化，我們就能得出地球必然正在公轉的結論。
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同理，我們感覺不到整個太陽系都在環繞銀河系中心公轉的原因，也是基於等效原理。
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最後，如果想用天文觀測證明地球會公轉的話，其實並不太困難。試試輪流遮住左眼和右眼看同一件物件，會發現物件相對背㬌的位置有所改變，這叫做視差（parallex）。利用相同原理，在相距半年的時間內，觀察同一顆星星相對背㬌星空的位置，我們會發現會有細微的變化。
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因此，結論仍然是「人類相比宇宙實在太渺小了」。
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１．

新光影城置地廣場，有個專屬幼兒的冬季遊樂園。

剛好經過，我跟啾啾提議帶兒子去玩耍。

第一站挑戰海盜船。

「齁齁齁快喔快喔⋯⋯這個速度有快喔⋯⋯」啾啾邊看邊笑。

服務人員善意提醒。「真的很快，弟弟敢玩嗎？」

「我⋯⋯沒問題！要坐在最後面！一定！」

我看見，兒子此生最堅定的表情。

#上次因身高限制被Jets冬季遊樂園海盜船拒於門外
#很怕再次被拒絕的四歲幼兒
#但兒子你確定？

心意已決的陛下坐上海盜船。

設施啟動，重力加速度，兒子表情逐漸母湯。

本來忙著幸災樂禍的我正想關心，啾啾搶先大聲的問：

「兒子你還行嗎？！⋯⋯還行的話，就把手放開⋯⋯！！！」

？？？？

#是不是搞錯指令了

企圖表情管理的兒子大聲回答：

「不！把拔我不行！這個安全帶很輕⋯⋯她沒有綁很緊⋯⋯⋯」

#哈哈哈哈哈哈哈
#我真的要笑瘋了

2．

我忍不住也想試試看海盜船。

驚魂未甫的兒子湊過來。

「⋯⋯你確定？好，我陪你，我們這次坐中間⋯⋯」

#小男友為了愛繼續挑戰極限
#但這次有記得量力而為
#看來有陰影

我坐尾端，不肯再次冒險的兒子坐在前一排的中間走道。

海盜船啟動，連我都覺得快。「哇喔⋯⋯真的超快！」

前座的陛下大聲安撫。「馬麻，你快點看旁邊，旁邊很漂亮喔⋯⋯看看旁邊⋯⋯」

#哈哈哈哈哈竟然想轉移我注意力！

３．

結束第一輪海盜船，一對年輕的情侶走上前來。

「票送給你們，我想你們一定可以玩得很開心⋯⋯」

#因為太嗨被路人贈票

因為有票，我們繼續又玩了小火車。

我跟啾啾很嗨的瘋狂揮手，坐在車頭的陛下一臉淡定地舉起手示意。

身邊的服務人員突然好奇。「你們⋯是他的父母嗎？」

「嗯，對！」我得意承認。

「那、那真的是很⋯另類的父母呢。」姐姐一臉驚慌。「很少看到比小孩還要嗨的父母⋯」

#哈哈哈哈哈哈哈哈
#我還以為是要稱讚兒子表現很勇敢
#結果是因為我們太吵鬧
#被遊樂設施人員認證
#我們到底有多荒謬

/

📷 附上好荒謬的父母跟好淡定的兒子。

回程的路上啾啾各種感嘆。

「我笑到免疫細胞都活化了⋯⋯」

「可惜！可惜那個青蛙竟然不是自由落體，我超想看兒子墜落的表情⋯⋯是不是還這麼鎮定⋯⋯一定會更開心」

#半個遊樂設施都沒搭到
#老公就能自然嗨

【JNTO partners info】岐阜高空彈跳

厭倦了一成不變的旅行嗎?
想挑戰自己的人生高度嗎?

【岐阜高空彈跳】將改變你對旅行的定義
今年8月,日本最高高空彈跳在岐阜縣八百津町隆重開幕。
從215公尺高的橋樑上縱身一躍，展開雙翅，感受自由落體所帶來的重力加速度。
在短短7秒鐘內，將旅足川溪谷浩瀚美景一網打盡，製造一趟餘味無窮，銘心鏤骨的難忘回憶。

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I Believe I can fly.
這是2013年的挑戰，我與朋友們打賭敢不敢挑戰世界最高的高空彈跳。
經過快速討論後，我們很快的訂了機票，前往澳門。
在飯店入住後，我們已迫不急待想要預約隔天跳澳門塔的行程。
但是櫃檯人員卻說：我建議你們到現場再決定要不要跳，因為很多人都是到現場就後悔了，我不希望你們浪費錢。
就衝著這句話，更激發起我們的鬥志，隔天一早馬上就前往挑戰。
我必須說，澳門塔真的很高。

沒想到，就在我迫不急待要跳下的瞬間。
朋友們發現我的安全扣並沒有完全扣上，並提醒工作人員重複查看。
於是在工作人員再三確認安全之後。
我走上跳台，風真的很大。
我完全沒有恐懼的感覺，直到跳下的一刻。
那個重力加速度真的太快速。
大約有3~4秒的時間是自由落體的時間。
那一段時間會是空白的，所以你聽到喊叫聲是跳下去之後才發出的。
意識回來的一瞬間，你就發現重新回來的感覺。
這就是重生。恭喜你又回到這世界。

這是澳門塔笨豬跳。
澳門旅遊塔的笨豬跳是世界最高，從233公尺高一躍而下！
有多少人敢說他們征服過世界上最高的笨豬跳呢？

這項終極刺激絕對能直接激發腎上腺素。從233米高的特製高空平臺躍下，感受4至5秒自由下墜的快感。以每小時200公里的極速直衝地面，疾風就在你的耳邊咆哮。

跳塔資訊
澳門幣＝$3,688 換算新台幣約 TWD 13804
(笨豬跳 + 免費空中漫步（包括證書、會員證、限量版T恤和澳門旅遊塔門票)
https://www.macautower.com.mo/zh-hant/

Section II Force and Motion
2.2 Force and Motion
Fluid resistance and terminal velocity

Section II Force and Motion
2.2 Force and Motion
Mass and Weight