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【拓展阅读】亚里士多德的功与过

一、亚里士多德为什么在物理问题中总是出错——评述亚里士多德的功与过

物理教科书上,亚里士多德给同学们的形象不好。他老是出错,请同学们讲一讲,他有哪些错误的结论? “物体下落的快慢是由它的重力决定的,物体越重,下落得越快”“力是维持物体运动的原因,用力推车,车才前进,停止用力,车子就要停下来”。

是否觉得亚里士多德实在太不高明,而伽利略则比他伟大千倍。其实这种看法过于偏激,事实上,亚里士多德是古代的一位伟大思想家,一位百科全书式的大学问家,他有着成就事业的理性方法,又有着几乎无所不及的思想成果,是古代科学思想的伟大代表,不仅在哲学、逻辑学方面的成就至今还被应用着,而且对物理学的前期发展是有贡献的。

①亚里士多德认为,物体永远在运动变化,“运动是永恒的,不能在一个时候曾经存在,在另一个时候不存在”这种运动永恒的观点具有唯物主义思想,包含辩证法的因素,至今仍是积极而有价值的。

亚里士多德提出的“自然运动”与“非自然运动”的理论,其中含有静止惯性的思想,在遥远的公元前,已是难能可贵的了。

②亚里士多德认为地上的物质由土、水、气、火这四种“基本元素”组成;企图从物质本身来说明自然,把科学从宗教与神话中解放出来,这一精神有进步意义,这是人类幼年时代的思想精粹。

③亚里士多德主张大地是球形的,并列出了一些事实来证明。他说,当月蚀的时候,其被遮挡的部分恰带有球形的形状……月蚀的成因乃是地球遮蔽月球之故,因而这就是说,地球表面的球形确定了月球的轮廓:认识到大地是球形,是一个重大的认识飞跃,为后来引力理论的建立作了思想准备。

这样一位伟大的学者为什么在物理问题上经常出错?亚里士多德的错误不在于头脑,也不全在于时代,而在于研究方法。亚里士多德对物理的研究是采用“观察加直觉”的方法,他的那些错误结论是靠观察,并依赖直接推理,得出一系列直觉结论。固然,观察与直觉对物理研究是至关重要的。详细的观察和良好的直觉往往导致伟大的发现。然而物理学是一门以实验为基础的学科,所以根据直接观察所得出的直觉结论不是都可靠,有时会将人们引入歧途。如果说伽利略比亚里士多德伟大,就在于伽利略是第一位创造通过实验检验理论推导的科学研究方法的科学家。

二、伽利略与自由落体

亚里士多德的学说在16世纪仍然如日中天,人人都奉为经典,没有人提出任何的怀疑。亚里士多德关于“自由落体”的学说是:物体自高处自由落下的速度和重力成正比。也就是说,一个十磅重的物体,下坠的速度会比一磅重的物体快十倍。这个学说在大小的外表上看来,似乎非常的合理,而且人人也都相信学说的正确性,教授们严肃地把这个学说教给他们的学生,学生们也都敬谨地接受这个学说,只有伽利略表示怀疑。

伽利略曾经亲眼目睹大小不同的冰雹,同时一起掉落到地。根据常识判断,它们似乎是从同一高度一起下坠的,但是按照亚里士多德的学说,较大的冰雹应该先落到地面上,小冰雹再接着掉来,伽利略观察到的并非如此。

他做了许多实验,发觉亚里士多德的学说是错误的,他决心指出这项错误。传说有一天,他邀请有关的教授到比萨塔前,拿出一个一百磅的重体,和一个一磅的重体。

伽利略问所有的教授们: “假如这两个重体同时自塔顶自由落下,结果如何?”

教授们议论纷纷,谁也没有做过这样的实验,没有人敢预料结果如何。

以往,他们按亚里士多德的学说照本宣科,从来没有怀疑过。现在,居然有一位二十五岁的青年,提出了要求证据的疑问。结果呢?要是两个重体以非常悬殊的速度坠落地面,教授们可以松一口气,证明亚里士多德的学说是正确的,伽利略将被冠上“说谎者”、“搅局者”的罪名。要是两个重体同时

坠落地面?又将如何解释呢?是扬弃奉行多年的亚里士多德学说,接受伽利略实验所证明的事实,还是对伽利略的实验视若无睹? 比萨塔的倾斜度可以使坠体不受阻碍,伽利略在塔顶大喊: “看清楚了没有?下来了!”

两个重体砰然而下,小的重体始终和大的重体并行,而且同时落地。这两个重体的砰然一声,并不表示亚里士多德的学说已经崩溃。因为这一群教授在不想相信一件真实事物的时候,根本不去看一看、摸一摸,无论如何也不愿意承认亚里士多德的学说是错误的。更荒谬的是他们反而怀疑伽利略为了证实速度相同,而在重体内隐藏了“魔术”。