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教授闯红灯之后 2014-07-26 08:07:03
美国物理学家伍德教授在巴尔的摩市内开车时闯了红灯,结果被警察拿住,吃了一张罚单。教授不服,决定上法庭申辩。

出庭时,法官问他:“你认罪还是不认罪?”

教授答:“不认罪(Not guilty)。”

接着,教授在法庭上开讲物理知识。

教授说:当一颗恒星远离我们而去时,我们观察到的该恒星光谱的谱线会向红色端移动,即波长变长。这就是所谓“红移”;反之,当一颗恒星向我们飞来(或者我们向它飞去)时,该恒星的光谱谱线就会向较短的波长方向移动(例如绿色或蓝色),是为“蓝移”。

“好了,”教授对法庭上呆若木鸡的人们说:“现在来看看我的案子。虽然我客观上闯了红灯,但不是有意为之,而是物理规律决定的。

“当我开车向红灯驶去时,就好比我们飞向一颗恒星,红灯发生了蓝移,在我的眼中变为绿色,所以我才会开车冲过去。”

以上的故事,是美国物理学家乔治·伽莫夫(George Gamow)在他的科普名著《One Two Three ... Infinity》(暴永宁先生的中译本书名为《从一到无穷大》)中提到的一件真事,我不过添枝加叶杜撰了一些对话。

那个听得一头雾水的法官究竟是怎样判这个案子的?伽莫夫的书里没有讲。然而正如他所指出的,教授是在忽悠法官。因为,如果把红灯看成绿灯,教授恐怕要以光速开车才有可能。如果那个法官有一定的物理学知识,他就应该以“超速驾驶”好好罚一罚这个狡猾的教授。

一般而言,对超速驾驶的罚款是根据超过法定限速的程度而定的。比如,超过15哩罚100美元,超过30哩罚200美元等等。教授的车速如果是光速(每秒30万公里),罚金肯定是天文数字,那可就麻烦啦。

无独有偶,两年前UCSD(加州大学圣地亚哥分校)有一位物理学家因为没有在“STOP”标志前完全停车而收到一张400美元的罚单。这位名叫Dimitri Koriokov的教授不服,也闹上了公堂。与伍德教授不同的是,Koriokov为此案特地写了一篇论文,作为自己无罪的证据。

论文说,当一辆汽车在STOP标志前停车时,一个观察者(例如警官)在一定距离外、与汽车运动轨迹垂直的位置上,如果满足三个条件,他就可能误以为汽车没有停下:第一,观察者测量的是汽车的角速度而不是线速度;第二,这辆汽车在STOP标志前减速、加速的动作很快;第三,有另一辆汽车也在同一STOP标志附近,暂时阻挡了观察者的视线。

在论文中,Koriokov进行了详尽的公式推导,还用五张图来阐述有关基本原理及描述现场情况。论文的结论是:警官被这辆汽车的真实时空轨迹弄糊涂了,因此犯了错误。上述三个条件恰恰在此案中全部满足,因此,警官认定他没有停车,并没有恰当地反映真实情况。

法官听了教授的自辩和当事警官的简单解释,认为教授讲得有理有据,通俗易懂。于是他宣布教授无罪,免除那400美元罚金。

真是:天下之大,无奇不有!


(注:Koriokov论文的PDF版本可在这里下载:http://arxiv.org/pdf/1204.0162v1.pdf)

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