测量大楼高度的N种方法

　　野山

　　许多人在中学时代，被问过这样一个物理问题：“如何利用气压计得知一栋大楼的高度？”而几乎每个用功学生的回答都是：“用气压计测量地面与楼顶的大气压力，然后用这个大气压力差即可计算出大楼的高度。”答案非常漂亮，也是参考书里的现成标准答案。

　　物理学界流传着这样一则故事：某年，有一个学生对上述问题的回答居然是：“带着气压计到大楼顶，在气压计上系着一条长绳，然后缓缓垂下，等气压计触及地面时，再拉上来，绳子的长度即是大楼的高度。”

　　老师给了他零分，但这个学生却辩说答案完全正确，应该给满分。最后师生们同意请一位大师来做仲裁者。大师提醒该学生说：这是物理考试，答案一定要包含某些物理知识，然后给他六分钟思考时间。

　　过了五分钟，考卷上还是一片空白，大师问学生是否要放弃，这个学生却说：“答案有很多个，我只是在想哪一个答案最好。”然后奋笔疾书，在最后一分钟总算交了卷。他这次的答案是：“带着气压计到大楼顶，弯身松手让气压计落下，同时用码表测量气压计掉到地面所花的时间，大楼高度等于二分之一乘以重力加速度乘以时间的平方。”答案完全正确，而且也用到物理公式，老师只好给他接近满分的高分。

　　仲裁圆满结束后，大师好奇地问这个学生还有什么答案。结果，他一口气又说出了五个答案：一、晴天时，先测量气压计长度，还有它阴影的长度、大楼阴影的长度，然后利用比例就可算出大楼的高度。二、带着气压计爬上楼梯，沿着墙壁以气压计的高度为单位做记号，一直标记到顶楼，看有几个标记，再乘以气压计高度，就是大楼高度。三、把气压计悬吊在弹簧的末端，测量地面的重力值和大楼顶的重力值，从两个值的差异也可算出大楼高度。四、在气压计上绑着长绳，垂到接近地面，像钟摆般摇晃，从摆差时间也可算出大楼高度。五、去敲大楼管理员的门，对他说只要他告诉你大楼的高度，就把气压计送给他。大师听了，问：“难道你不知道利用地面与楼顶大气压力差来计算大楼高度这种正规的方法吗？”学生回答说：“当然知道！但我喜欢自己想出更多的方法。”

　　这个故事中担任仲裁的大师就是1908年诺贝尔化学奖得主卢瑟福，而这个学生的名字叫做尼尔斯·玻尔，他后来成为举世公认的物理奇才，1922年诺贝尔物理学奖得主，原子模型的缔造者以及量子论的创建者。

　　玻尔所想出的其他五六个方法，也许都不如那个正规的现成答案漂亮而又便捷，但那些都是他自己动脑筋想出来的。

　　这个关于测量大楼高度的故事，其实更像一则“科学寓言”，它告诉我们，每一个问题往往不只有一种答案，真正有创意的人是喜欢自己思考，从现有的标准答案外找到其他答案的人。