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爱因斯坦谈伽利略的贡献

科普小知识2022-07-21 22:11:13
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有一个基本问题已经模糊了几千年,因为它太复杂了。这就是运动的问题……想象一个静止的物体没有任何运动。要改变这样一个物体的位置,它必须是受力的,如推它、举它,或由其他物体如马和蒸汽机作用。我们的直觉认为运动与推、举、拉和其他动作有关。许多经验进一步使我们相信,要使一个物体移动得更快,我们必须用更大的力量推动它。结论似乎很自然:对一个物体的影响越强,它的速度就越快。四匹马的车比两匹马的车跑得快。这样,直觉告诉我们速度主要与功能有关。伽利略的发现和他应用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一,标志着物理学的真正开端。这一发现告诉我们,基于直接观察的直觉结论并不总是可靠的,因为它们有时会导致错误的线索。

但是直觉有什么错呢?说四匹马的车比两匹马的车跑得快是错误的吗?

如果有人推着一辆车在平坦的道路上行走,然后突然停止推车,汽车不会立即停下来,它会继续移动一小段距离。我们问:我们怎样才能增加这个距离?有很多方法可以做到这一点,比如给车轮加油和平整路面。车轮越容易转动,道路越平坦,汽车就能继续行驶得越远。但是给车轮加油和铺平道路的效果是什么呢?只有一个效果:外部影响减小,即车轮中以及车轮和道路之间的所谓摩擦力的影响减小...假设道路是绝对平坦的,车轮没有摩擦,那么没有什么可以阻止汽车,它将永远移动。这个结论是从一个理想的实验中得出的,事实上这是不可能的。因为不可能消除所有外部影响。这个理想的实验指出了真正建立运动力学基础的线索。

比较处理这个问题的两种方法,我们可以说,根据直觉,效果越大,速度越大,所以速度本身就表明是否有外力作用在物体上。伽利略发现了一条新线索:如果没有人推它、拉它或以其他方式作用于它,或者简单地说,如果没有外力作用于它,物体将匀速运动,也就是说,永远以相同的速度沿直线运动。因此,速度本身并不表示外力是否作用在物体上。一代人以后,牛顿把伽利略的正确结论写进了惯性定律。

人类的思维创造了一幅不断变化的宇宙图景。伽利略对科学的贡献在于摧毁了直觉,并用新的直觉取而代之,这是伽利略发现的重大意义。