پاسخهای جالب یک فیزیکدان
بدون شک بهترین راه این است که در خانه سرایدار آسمانخراش را بزنیم و به او بگوییم که اگر دوست دارد صاحب این فشارسنج خوشگل بشود، میتواند ارتفاع آسمانخراش را به ما بگوید تا فشارسنج را به او بدهیم!
«توضیح دهید که چگونه می توان با استفاده از یک فشارسنج، ارتفاع یک آسمانخراش را اندازه گرفت؟»
سؤال بالا یکی از سؤالات امتحان فیزیک در دانشگاه کپنهاگ بود.
یکی از دانشجویان چنین پاسخ داد: «به فشارسنج یك نخ بلند میبندیم. سپس فشارسنج را از بالای آسمانخراش طوری آویزان میکنیم که سرش به زمین بخورد. ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول طناب به اضافه طول فشارسنج خواهد بود!»
پاسخ بالا چنان مسخره به نظر میآمد که مصحح بدون تأمل دانشجو را مردود اعلام کرد. ولی دانشجو اصرار داشت که پاسخ او کاملا درست است و درخواست تجدیدنظر در نمره خود کرد. یکی از اساتید دانشگاه به عنوان قاضی تعیین شد و قرار شد که تصمیم نهایی را او بگیرد.
نظر قاضی این بود که پاسخ دانشجو در واقع درست است؛ ولی نشانگر هیچگونه دانشی نسبت به اصول علم فیزیک نیست. سپس تصمیم گرفته شد که دانشجو احضار شود و در طی فرصتی شش دقیقهای، پاسخی شفاهی ارائه دهد که نشانگر حداقل آشنایی او با اصول علم فیزیک باشد.
دانشجو در پنج دقیقه اول ساکت نشسته بود و فکر میکرد. قاضی به او یادآوری کرد که زمان تعیین شده در حال اتمام است. دانشجو گفت که چندین روش به ذهنش رسیده، ولی نمیتواند تصمیمگیری کند که کدام یک بهترین است.
قاضی به او گفت که عجله کند؛ دانشجو پاسخ داد: «روش اول این است که فشارسنج را از بالای آسمانخراش رها کنیم و مدت زمانی که طول میکشد به زمین برسد را اندازهگیری کنیم. ارتفاع ساختمان را میتوان با استفاده از این مدتزمان و فرمولی که روی کاغذ نوشتهام محاسبه کرد.»
«به فشارسنج یك نخ بلند میبندیم. سپس فشارسنج را از بالای آسمانخراش طوری آویزان میکنیم که سرش به زمین بخورد. ارتفاع ساختمان مورد نظر برابر با طول طناب به اضافه طول فشارسنج خواهد بود!»
دانشجو بلافاصله افزود: «ولی من این روش را پیشنهاد نمیکنم؛ چون ممکن است فشارسنج خراب شود!»
«روش دیگر این است که اگر خورشید میتابد، طول فشارسنج را اندازه بگیریم؛ سپس طول سایه فشارسنج را اندازه بگیریم و آنگاه طول سایه ساختمان را اندازه بگیریم. با استفاده از نتایج و یک نسبت هندسی ساده میتوان ارتفاع ساختمان را اندازهگیری کرد. رابطه این روش را نیز روی کاغذ نوشتهام.»
«ولی اگر بخواهیم با روشی علمیتر ارتفاع ساختمان را اندازه بگیریم، میتوانیم یک ریسمان کوتاه را به انتهای فشارسنج ببندیم و آن را مانند آونگ ابتدا در سطح زمین و سپس در پشتبام آسمانخراش به نوسان درآوریم. سپس ارتفاع ساختمان را با استفاده از تفاضل نیروی گرانش دو سطح به دست آوریم. من رابطههای مربوط به این روش را که بسیار طولانی و پیچیدهاند، در این کاغذ نوشتهام.»
«آها! یک روش دیگر که چندان هم بد نیست: اگر آسمانخراش پله اضطراری داشته باشد، میتوانیم با استفاده از فشارسنج، سطح بیرونی آن را علامتگذاری کرده و بالا برویم و سپس با استفاده از تعداد نشانها و طول فشارسنج ارتفاع ساختمان را به دست بیاوریم!»
«ولی اگر شما خیلی سرسختانه دوست داشته باشید که از خواص مخصوص فشارسنج برای اندازهگیری ارتفاع استفاده کنید، میتوانید فشار هوا در بالای ساختمان را اندازهگیری کنید؛ سپس فشار هوا در سطح زمین را اندازهگیری کنید؛ سپس با استفاده از تفاضل فشارهای حاصل، ارتفاع ساختمان را به دست بیاورید.»
«ولی بدون شک بهترین راه این است که در خانه سرایدار آسمانخراش را بزنیم و به او بگوییم که اگر دوست دارد صاحب این فشارسنج خوشگل بشود، میتواند ارتفاع آسمانخراش را به ما بگوید تا فشارسنج را به او بدهیم!»
دانشجویی که داستان او را خواندید، نیلز بور، فیزیکدان دانمارکی بود.
