氣壓計(jì)的故事
很久以前，我接到我的同事的一個(gè)電話，他問我愿不愿意為一個(gè)試題的評(píng)分做鑒定人，好像是他想給他的一個(gè)學(xué)生答的一道物理題打零分，而他的學(xué)生則聲稱應(yīng)該得滿分。這位學(xué)生認(rèn)為如果這種測驗(yàn)制度不和學(xué)生作對(duì)，他一定要爭取滿分。導(dǎo)師和學(xué)生同意將這件事委托給一個(gè)公平無私的仲裁人，而我被選中了……
我到我同事的辦公室，并閱讀這個(gè)試題。試題是: "試證明怎么能夠用一個(gè)氣壓計(jì)測定一棟高樓的高度。"
學(xué)生的答案是:"把氣壓計(jì)拿到高樓頂部，用一根長繩子系住氣壓計(jì)，然后把氣壓計(jì)從樓頂向樓下墜，直到墜到街面為止;然后把氣壓計(jì)拉上樓頂，測量繩子放下的長度。這長度即為樓的高度。"
這是一個(gè)有趣的答案，但是這學(xué)生應(yīng)該獲得稱贊嗎?我指出，這位學(xué)生應(yīng)該得到高度評(píng)價(jià)，因?yàn)樗拇鸢竿耆_。另一方面，如果高度評(píng)價(jià)這個(gè)學(xué)生，就可以給他物理課程的考試打高分;而高分就證明這個(gè)學(xué)生知道一些物理學(xué)知識(shí)，但他的回答又不能證明這一點(diǎn)……
我讓這個(gè)學(xué)生用6分鐘回答同一問題，但必須在回答中表現(xiàn)出他懂得一些物理學(xué)知識(shí)……在最后一分鐘里，他趕忙寫出他的答案，它們是:把氣壓計(jì)拿到樓頂，讓它斜靠在屋頂?shù)倪吘壧?。讓氣壓?jì)從屋頂落下，用秒表記下它落下的時(shí)間，然后用落下的距離等于重力加速度來下落時(shí)間的平方的一半算出建筑物的高度。
看了這答案之后，我問我的同事他是否讓步。他讓步了，于是我給了這個(gè)學(xué)生幾乎是最高的評(píng)價(jià)。正當(dāng)我要離開我同事的辦公室時(shí)，我記得那位同學(xué)說他還有另外一個(gè)答案，于是我問是什么樣的答案。學(xué)生回答說:"啊，利用氣壓計(jì)測出一個(gè)建筑物的高度有許多辦法。例如，你可以在有太陽的日子在樓頂記下氣壓表的高度和它影子的長度，又測出建筑物影子的長度，就可以利用簡單的比例關(guān)系，算出建筑物的高度。" "很好，"我說，"還有什么答案？"
"有呀，"那個(gè)學(xué)生說，"還有一個(gè)你會(huì)喜歡的最基本的測量方法。你拿著氣壓表，從一樓登梯而上，當(dāng)你登樓時(shí)，用符號(hào)標(biāo)出氣壓表上的水銀高度，這樣你可以用氣壓表的單位得到這棟樓的高度。這個(gè)方法最直截了當(dāng)。"
"當(dāng)然，如果你還想得到更精確的答案，你可以用一根弦的一端系住氣壓表，把它像一個(gè)擺那樣擺動(dòng)，然后測出街面和樓頂?shù)膅值(重力加速度)。從兩個(gè)g值之差，在原則上就可以算出樓頂高度。"
最后他又說:"如果不限制我用物理學(xué)方法回答這個(gè)問題，還有許多其他方法。例如，你拿上氣壓表走到樓房底層，敲管理人員的門。當(dāng)管理人員應(yīng)聲時(shí)，你對(duì)他說下面一句話，’親愛的管理員先生，我有一個(gè)很漂亮的氣壓表。如果你告訴我這棟樓的高度，我將把這個(gè)氣壓表送給您……"’
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