9.測量準確性的限度——第三個例子

我所舉的最后一個例子和第二個例子有些相似，但有它特殊的意義。設想懸掛在纖細的繩子上保持平衡的輕小物體，使用電力、磁力或者重力都能使它圍繞著繩子旋轉(zhuǎn)。于是，物理學家就按照這種方法測量使它偏離平衡位置的微弱的力。當然，這種輕巧物理必須根據(jù)具體的目標而適當選擇。在使用和調(diào)節(jié)“扭力天平”的準確度時，會發(fā)現(xiàn)一個有趣的極限。如果使用越來越輕巧的物體或者更加細長的繩子，這個天平能感應到越來越弱的力。懸掛的物體如果能感受到周圍分子熱運動的沖擊，在它的平衡位置附近開始像第二個例子中霧氣的水珠那樣不停地、沒有規(guī)律地“跳舞”時，測量的精確度就達到了最完美的狀態(tài)。這樣做沒有給天平的測量準確性帶來任何絕對的限制，但它卻揭示了具體現(xiàn)象中實際存在的極限。熱運動的無規(guī)則的效應和這里的測量微弱的力的效應相互干擾，使得我們觀察到的每個偏差值失去了意義。那么你想避免容器中的布朗運動影響的話，不妨多作幾次觀察實驗。在目前的所有研究中，我認為這個例子是最有啟發(fā)性的。我們的感覺器官相當于科學實驗中的一種儀器，如果它變得過度靈敏的話，也是一件可怕而沒有意義的事情。