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比萨斜塔的故事是假的?近代物理学启蒙人——伽利略

时间:2021-05-21 23:30:11

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比萨斜塔的故事是假的?近代物理学启蒙人——伽利略

按照惯例,开头先来几句废话:比萨斜塔作为意大利最优秀的文化遗产,被誉为中世纪七大建筑奇迹之一。它斜而不倒的优美造型在全世界都独一无二,是闻名世界的经典之作。

可能很多人知道比萨斜塔是因为中学课本上的那个故事——《两个铁球同时落地》:话说在1590年,伽利略在认真研究了亚里士多德的“物体落下的速度和它的质量成正比”这个观点后产生了质疑。于是他就带领自己的学生做了个实验,登上了比萨斜塔的顶层,让手中两个质量不等的铁球同时从塔顶垂直自由落下,结果他的学生不幸被铁球砸死了。哈哈,开个玩笑,结果他的学生看到了两个球同时着地的场景。这个看起来简单平常的实验动摇了亚里士多德的真理,在物理学界掀起一场革命,比萨斜塔也因此闻名全球,成为比萨城的象征。

故事听完了吗?好,那我就能心安理得地给你泼一盆冷水了:伽利略从来没有做过比萨斜塔实验!这个故事其实是他的一个助手为了赚稿费在伽利略去世几十年之后编造的。想想看,一位500多年前的科学家隔空喊话1500年前的一位思想领袖:老子证明你是错的,你的时代已经过去,而科学新的一页将由我去翻开。这种故事是不是让你感受到了科学探索的魅力?让你更有动力去投身科学事业?当然这种故事也是最吸人眼球的,无论哪个领域吃瓜群众都希望看到大神互撕的场面,至于这个场面是否发生过,很多人还真不是那么在乎。所以不得不说,那个助手不去当个科幻作家可惜了。

那真实情况是什么呢?其实就是伽利略在接触亚里士多德那个观点之后想了下:我先假设亚里士多德说的是对的,好我现在手里有两个质量不一样的球,它们下落的时候重的球肯定比轻的球快。那我把这两个球绑在一起,慢的球就会拖住快的球,这样它们的共同速度就会介于两个球独自下落的速度之间。那就说不通了,绑住的两个球质量比单独任何一个球的质量大,所以下落速度应该大于两个球中的任意一个,怎么会介于两个球之间呢?那我就只能假设他说的是错的,然后再经过这样一番思考,竟然成立了。

所以亚里士多德错了,然后伽利略私下做了些实验验证了他的想法。但这种剧情陪不上科学革命这个伟大的标签,在思想上推翻怎么能够?你的实验要做到远近闻名才能彰显这次科学革命的伟大。所以除了伽利略同时代的人和一些科学家们,大家都更愿意相信比萨斜塔的故事。

我们再看看亚里士多德,他认为万物本该静止,有外力才会运动而且力越大运动得越快。所以自然而然就得出越重下落越快的结论。而古希腊的哲人都有个毛病,想的多做的少,亚里士多德也没做过实验进行验证。当时的人也没有质疑过这个观点,就算有人质疑并做出“同时落地”的实验又怎样,伽利略的时代能通过质疑这个观点得出运动学定理,那时的人能得出什么结论?用这个推翻哲人的观点有什么用?我本来还能从哲人的理论体系中得到些启发,将它推翻我还剩什么?再来个极端的问题:你怎么向当时不知道空气阻力的人解释羽毛和锤子不同时落地?现代人总是用亚里士多德的陈旧来衬托伽利略的伟大,古人被证明错了就是陈旧迂腐的古人,被证明对了就是思想超前的哲学家,拜托考虑一下当时的大环境。

伽利略那种“干就完了”的实验精神让他在500年前掀起了革命,牛顿的运动学三定律也是根据伽利略的理论基础得出的。牛顿还发现了物体运动和静止的绝对与相对,这又启发了后人,人们发现时间竟然也不是绝对的而是相对的,也就是不同人经历的时间竟然也是不同的,要知道即使是今天我们也会认为时间是绝对的,这主要得益于几千年“绝对时间”的根深蒂固,而打破这一认知枷锁的人正是爱因斯坦的相对论。

伽利略在吃瓜群众眼里可能只限于在比萨斜塔上玩铁球,在科学界确是启蒙老师的存在。

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