引言
相信所有的读者在小学都学过一篇课文《两个铁球同时落地》——它讲述的是著名的意大利科学家伽利略在年轻的时候,不畏权威,在比萨斜塔上向公众展示实验:同时放下形状相同但重量不等的两个铁球,铁球同时落地,推翻了统治西方近2000年的亚里士多德“迷之自信”的结论——重的物体比轻的物体下落速度快,下落的速度与物体的重量成正比。
伽利略
但是现今所有的传说与文献都没有直接、完整地回答以下这几个问题:
- 作为古希腊百科全书式的智者,亚里士多德为什么就没想到用两个铁球先做个实验来检验一下自己“迷之自信”的结论呢?
- 伽利略为什么敢在公众面前做这样一个挑战权威的实验呢?他的信心来自哪里?换句话说,伽利略是如何发现亚里士多德理论的问题的?真的是通过做实验发现的吗?
- 如果伽利略在没有开始实验之前就发现了问题,那么为什么亚里士多德自己没有发现呢?
- 伽利略发现真理的过程真的无懈可击吗?和伽利略相比,亚里士多德真的这么弱吗?
亚里士多德
伽利略作为近代科学之父,后人每每提到他,都会拿亚里士多德对比,几乎所有的书籍、传说都是褒扬前者、贬低后者。但是流言止于智者,本文另辟新径,从逻辑出发,尝试还原这段可能被世人扭曲的科技发展史。
1. 亚里士多德只是“空想主义者”吗?提起亚里士多德,如果抛开他的哲学成就,单独看他的自然科学贡献,很多人都嗤之以鼻——他的大部分理论都被后来的科学发现证明是错的——大部分人把根因归结为亚里士多德不重视实践,是个“空想主义者”。真的是这样吗?我们来看两个例子:
- 亚里士多德是全世界第一个发现并证实鲸是胎生动物的人,他的方法是解剖——他是解剖学的开山鼻祖。“空想主义者”会发明解剖这样强动手能力的技艺吗?
- 作为马其顿王朝国王腓力二世的座上宾,亚里士多德“官至太傅”,成为当时“太子”亚历山大大帝的老师。亚里士多德利用帝王之便,雇佣了数千名助手,派往各地广泛收集材料——地图、手稿、实物、标本……然后对材料分门别类、分析综合,科学的雏形逐渐形成。“空想主义者”会成为“大数据第一人”吗?
亚历山大大帝与亚里士多德
2. 亚里士多德为什么没有做两个铁球实验?笔者的答案是:缺乏较为精确的计时工具。
铁球实验为什么和计时工具的精度有关呢?因为重物从普通高度自由下落的时间是非常短的,最多是秒级,而亚里士多德生活的年代,计时工具才刚刚从日晷进化到水钟,精度是小时级。
2.1 日晷的原理