伽利略为什么要研究自由落体

来源:互联网发布时间:2009-06-23

西方有句谚语:“对运动无知,也就对大自然无知。”运动是万物的根本特性。在这个问题上,自古以来,出现过种种不同的看法,形成了形形色色的自然观。
     在 16世纪以前,亚里士多德的运动理论居统治地位。他把万物看成是由四种元素——土、水、空气及火组成,四种元素各有其自然位置,任何物体都有返回其自然位置而运动的性质。他把运动分成自然运动和强迫运动:重物下落是自然运动,天上星辰围绕地心作圆周运动,也是自然运动;而要让物体作强迫运动,必需有推动者,即有施力者。力一旦去除,运动即停止。既然重物下落是物体的自然属性,物体越重,趋向自然位置的倾向性也就越大,所以下落速度也越大。于是,从亚里士多德的教义出发,就必然得到物体下落速度与物体重量成正比的结论。
     亚里士多德的理论基本上是错误的,但这一理论毕竟是从原始的直接经验引伸而来,有一定的合理成分,在历史上也起过进步作用,再加上被宗教利用,所以直到16世纪,仍被人们敬为圣贤之言,不可触犯。正因为如此,批驳亚里士多德关于落体运动的错误理论,不仅是一个具体的运动学问题,也是涉及自然哲学的基础问题,是从亚里士多德的精神枷锁下解脱的一场思想革命的重要组成部分。伽利略在这场斗争中作出了非常重要的贡献。他认识到通过自由落体的研究打开的缺口,会导致一门广博的新科学出现。请读读他在《两门新科学》中核心的一章,即“第三天的谈话”,开头讲的一段话:“我的目的,是要阐述一门崭新的科学,它研究的却是非常古老的课题。
     也许,在自然界中最古老的课题莫过于运动了。哲学家们写的关于这方面的书既不少,也不小,但是我从实验发现了某些值得注意的性质,到现在为止还未有人观察或演示过。也做过一些表面的观察,例如观察到下落重物的自然运动是连续加速的,但还从未有人宣布过,这一加速达到什么程度;据我所知,还没有一个人指出,一个从静止下落的物体在相等的时间间隔里,保持按从1开始的奇数的比数。……“我考虑更重要的是,一门广博精深的科学已经启蒙,我在这方面的工作只是它的开始,那些比我更敏锐的人所用的方法和手段将会探索到各个遥远的角落。”

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