為什麼總是往下掉?
亞里斯多德(Aristotle, B.C.384~322)如是說 ........
亞里斯多德的物理學將希臘時期的力學系統地做了總結。
他把常見的運動分成三類。第一類是地面上物體的運動;第二類是物體在空中下落的運動;第三類是天體的運動。
亞里斯多德對運動的原因作了解釋,地面上物體的運動是強制性的運動,有推就有動,不推就不動,所以力是維持物體運動的原因,也就是說,有力,物體就會動,沒力,物體就不動。
第二類和第三類運動屬於天然運動。
地球是宇宙的中心,是一切空中運動物體的天然歸宿。物體的重量越大,其趨向天然位置的傾向也越大,所以其下落的速度也越大;
天體是由特殊質料構成的,具有特殊性質,天體是神靈們的處所,所以天體的運動是沿著最完美的曲線--圓周,以最完美的速度--勻速運動。
【資料來源:馬文蔚等編:物理發展史上的里程碑,凡異出版社】
這樣的想法和觀念影響及統治人們的思想長達二千年之久,直到伽利略、牛頓時代,才有了另一番新的見解。
亞里斯多德的想法荒謬可笑嗎?為什麼二千年來大家都深信不移?
亞里斯多德錯在哪裡?伽利略和牛頓是看出了什麼?
亞里斯多德錯了嗎?
學過物理的人都聽過『自由落體』,知道從高處掉落下來的東西,輕的和重的會同時落地。也都聽說過這樣一個故事:從前從前有一位大師叫做亞里斯多德,他認為重的物體落地較快,輕的物體落地較慢。這樣『嚴重錯誤』的觀念竟然流傳了2000年,終於被伽利略給打敗了。伽利略是怎樣打破這樣的迷思呢?他在比薩斜塔(比薩斜塔是什麼時候建的?什麼時候開始傾斜?多高?)上做了一個很有名的實驗,他在眾目睽睽下從塔上丟下二個輕重不同的球,結果,啪一聲,同時落地,從此,亞里斯多德就被伽利略給打敗了。
我們要問的是,
‧ 亞里斯多德為什麼這麼糊塗,提出這樣『荒謬』的理論?而且這個理論竟然歷經2000年而不敗,為什麼沒有人質疑?
‧ 伽利略只是爬到比薩斜塔上丟下二顆球,就把2000年來的信念給砸破了?伽利略所做的實驗並不難啊?難道沒有人做過?沒有人想過?
事實上,在科學史的文獻中,並沒有伽利略在比薩斜塔作實驗的這個記錄,甚至在他本人所著的《二種新科學》書中也沒記錄。那這個實驗的傳說是怎麼來的?據說是來自伽利略的學生維維安尼(Viviani,1622~1703)所著的《伽利略傳》中的一段回憶。有幾點要說明的:(1) 維維安尼並沒有親眼看過伽利略做落體實驗,因為他來到伽利略身邊時(1639年)還不到20歲,而伽利略當時已經75歲而且雙目失明了;(2)如果伽利略真的在比薩斜塔作實驗,時間大概在1589~1592年間,有人找過這幾年的記錄,均未發現記載此事;(3)如果真有這一樁事,也只能算是一個表演,不可能通過這個表演就對兩千年的學術傳統進行判決。(其實啊,就連牛頓到底有沒有被蘋果打到都有待考證呢!)
那麼,究竟伽利略有沒有做落體實驗?在他早年(1590年,27歲)寫的《論運動》的書中,的確記載了這類的實驗,不過這本書是在伽利略去世二百年後,1842年,才整理發表出來的。更重要的是,《論運動》中所記載的實驗,並不是為了批駁亞里斯多德,而是把阿基米德的浮力定理用到為修正亞里斯多德的落體理論。他寫道:…………..。
參考資料:
亞里士多德著,徐開來譯:亞里士多德物理學,慧明文化,ISBN 986-7940-16-4。
馬文蔚等編:物理發展史上的里程碑,凡異出版社,ISBN 957-694-185-7。
朱恆足:比薩斜塔的故事,出自《物理五千年》,曉園出版社
郭奕玲:伽利略的運動學研究,出自李慎、陳慶雲主編,《來自歷史的啟示-近代科學15例》,凡異出版社、北京大學出版社聯合出版。
大森實:亞里斯多德想到了什麼?出自大森實,《物理學使簡明教程》,p11~16,凡異出版社。
Back to 前人的足跡