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本系列文章预计会有30个章节，这套文献将系统讲述物理学本身，这里是第四季第19篇 17世纪是一个重要的时段，因为这是改变人类对物理学、宇宙学、以及人类自身认知的时刻。 然而，因为没有更多的科学数据，所以导致17世纪早期新科学的发现无法判断地心说和日心说到底哪一个是正确观点。 我们都知道在2000多年的时间里，整个亚里士多德科学体系一直占统治地位，而这个科学体系的基础几乎完全是一个以地球为中心的宇宙。 因此，地心说观点的瓦解同时意味着亚里士多德科学体系的瓦解。更糟糕的是，那时并没有别的科学体系来替代它。 按照我们以前的描述都知道，亚里士多德世界观对下落物体的解释是，重量大的物体有一种向宇宙中心运动，也就是向地球中心运动的天然趋势，而当地球围绕太阳运转时，这个解释就不再适用了。 因此，在17世纪早期，即使是对“为什么石头会向下落”这样简单的问题，也不存在解释。 同样地，“为什么地球是其围绕太阳的轨道上以难以想象的高速运动时，我们却觉得自己似乎是静止的”，这个问题也没有答案。 与此类似，“当我们竖直向上抛出一个物体时，为什么它会落到我们将其抛出时的位置”，这个问题也没有得到解释。开普勒提出的椭圆轨道，以及是什么因素使行星获得了最初的运动，也都没有得到解释。 这只是一个很简单的例子，反映了当时的基本状况，也就是可以让人接受的解释都已经瓦解，需要一种新科学来给出解释。从根本上说，新科学必须能与运动的地球保持一致。 亚里士多德世界观的问题 如果地球在运动，既围绕自身轴线旋转又围绕太阳运转，那么是什么使我们停留在地球上，为什么重量大的物体会向下落？ 回忆一下，在亚里士多德世界观中，重量大的物体有一种向宇宙中心运动的天然趋势，我们正是因此而留在地球上，这同时也是重量大的物体向下落的原因。但是，如果地球不是宇宙中心，那么亚里士多德世界观拼图中的这块拼板就不能保留了。 除此之外，是什么因素使地球始终保持运动？在亚里士多德世界观中，运动的物体总会停下来，除非有外界因素使这个物体保持运动。这个观点与我们日常生活中的经验一致，但如果地球是运动的，那么这块拼板一定也是错的。 同样地，当我们将一个物体竖直向上抛出后，为什么它会重新落到我们手里？ 在亚里士多德世界观中，关于这一点的标准观点是，如果地球在运动，那么物体在空中运动时，我们应该已经因为运动而离开了物体所在位置的下方。因此，抛出的物体所做的运动，成了亚里士多德世界观拼图中又一块不能保留的拼板。 如果地球每天围绕自身轴线旋转一周，那么由于这个运动，我们应该是以1000英里/小时的速度在运动。如果地球围绕太阳运转，那么地球一定是以超乎想象之快的速度在其围绕太阳的轨道上运转（现在我们知道这个速度是将近70000英里/小时）。 但是，根据亚里士多德世界观中的常识性观点，我们应该预计能注意到这些高速运动所带来的效果。 那么为什么我们并不觉得自己在运动呢？为什么没有强劲的风吹过脸颊？为什么我们感受不到高速运动通常会产生的震动和其他效果？ 另外，开普勒体系的椭圆轨道和不断变化的运动速度又产生了什么影响？根据亚里士多德世界观，要解释行星和其他天体的运动，需要依赖于“天空是个完美的地方”的观点。沿正圆轨道匀速运动才是适合天空的运动。 也就是说，如果天空是个完美的地方，我们就不能预计在天空中看到天体沿椭圆轨道变速运动。所以，新出现的观点对亚里士多德世界观中“天空是个完美的地方”的观点提出了严峻挑战。 总结：数据越多，我们就离事物的本质就越近。并不是说古人愚昧，而是古人可参考的数据量太少，毕竟任何事情的发展都需要一个过程！ 好，今天就到这里了，下一篇我们将推开新世界的大门。 Masir 2022/02/15 于 东莞 参考文献 理查德.德威特 《世界观》 |
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