科普：“屁股决定脑袋”背后的物理学原理

最近写作一直不在状态，椅子不舒服也是一个原因，所以索性在某宝上买了一把。这让我脑海里浮现出一个词：屁股决定脑袋，仔细想想，其背后还真有一定的物理学道理，把它与物理学联系起来一点都不牵强。。

你可能会以为这么时髦的说法应该是网络出现以后才有的，其实这句话出自《红楼梦》开篇：“贾雨村断案时想，原来当官没别的诀窍，无非是看脑袋指挥屁股，还是屁股决定脑袋。意思就是“位置决定想法”，一个人坐什么位置，决定了他思考的角度和范围。

而物理学从根本上来说就是研究物体及其位置关系的学问，当然你可能会说物理还研究力的作用呀，不过从数学的角度来说，力完全可以用几何效应代替。后者咱们留在今后有机会细谈，本文的重点还是放在物理学中屁股是如何决定脑袋这个问题上。

翻开初中物理课本，介绍了简单的测量工具（直尺和秒表）之后，第一个介绍的就是物体的运动，而在讲述物体运动的时候，最先提到的概念就是参照物。例如，你坐在火车上，当你的列车缓缓出站的时候，感觉好像是对面的列车开动了，而你自己没动。这是因为，你的主观感受自动选择自己乘坐的列车为参照物的缘故。

等列车完全出站，车速快起来，你看到了车外的景物飞速倒退的时候，就能意识到，是自己乘坐的列车已经开始前进了。这时候，是你的主观感觉把参照物切换到了大地，列车当然是在相对大地在运动。

同样是你，同样乘坐着列车，当你选择不同的参照物的时候，对于车外物体的运动状态的结论却完全不同。这就是物理学上“屁股决定脑袋”的经典案例。但也有很多情况下，我们的主观感觉并不能像在列车上一样正确切换参照系。

最突出的例子就是对宇宙的认识，比如早期的地心说，中国古人也有类似的观点——浑天说。这种说法的核心就是，地球是宇宙的中心，日月星辰沿着固定的轨道围绕地球旋转。得出这种结论是因为人类本能地选择了脚下的大地作为参照物的缘故。

不要以为我们现在都知道宇宙没有中心，地心说就是错的，其实，即使是以今天的视角来看地心说，仍然是很科学的。从物理学的角度来说，地心说只是坐标系的选择不同罢了。切换坐标系，系统内的物体位置关系都是等价的。

打破地心说的是哥白尼的日心说，但哥白尼自己并没有拿出有力的观测证据，提供坚实证据的人是伽利略。他利用自己制作的望远镜观测木星的时候，看到了木星的“月亮”在围绕木星旋转。

不知道你发现没，我刚刚说的是伽利略用望远镜观测木星，把这个动作与人在火车上那个例子做个对比，这就是我要说的意思。当你的观察能力提高了，观察的角度变化了，你就会发现新的运动。当伽利略发现木星的月亮围绕木星旋转的时候，它的参照物不再是地球，而是木星。

伽利略用望远镜，第一次使人类拥有了“上帝视角”。站在这个视角，你就会明白，地球不过是太阳系中一颗普通的行星，而太阳不过是银河系中普通的一颗恒星，银河系也不过是宇宙中一个普通的星系。

也正因为，伽利略之后有更多、更好的望远镜被制造出来，人类的眼界越来越大，直到2009年欧洲空间局发射的普朗克微信测量结果绘制的宇宙微波背景辐射图，让人类第一次看到了“上帝的脸孔”，这张脸孔，让人类对宇宙又有了全新的认识。

屁股决定脑袋，是因为屁股坐的位置不同，你就会看到不同的景物，接收到不同的信息，人脑通过对不同信息的加工，自然就会得出不同的结论。

好了，关于屁股决定脑袋背后的物理学意义咱们就讲到这儿。真不知道，如果有一天，人类的“屁股”如果能坐在460光年之外，又会看到怎样的一番场景呢？

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