第六十一章 伽利略落體實(shí)驗(yàn)
落體實(shí)驗(yàn)古希臘思想家亞里士多德曾經(jīng)斷言:物體從高空落下的快慢與相同物體的重量成正比,重者下落快,輕者下落慢。
比如說,十磅重的物體落下時(shí)要比一磅重的物體落下快十倍。
1800多年來,人們都把這個(gè)錯(cuò)誤論斷當(dāng)作真理而信守不移。
直到16世紀(jì),伽利略才發(fā)現(xiàn)了這一理論在邏輯上的矛盾。
伽利略說,假如一塊大石頭以某種速度下降,那么,按照亞里士多德的論斷,一塊小些的石頭就會(huì)以相應(yīng)慢些的速度下降。
要是我們把這兩塊石頭捆在一起,那這塊重量等于兩塊石頭重量之和的新石頭,將以何種速度下降呢?如果仍按亞里士多德的論斷,勢(shì)必得出截然相反的兩個(gè)結(jié)論。
一方面,新石頭的下降速度應(yīng)小于第一塊大石頭的下降速度,因?yàn)榧由狭艘粔K以較慢速度下降的石頭,會(huì)使第一塊大石頭下降的速度減緩;另一方面,新石頭的下降速度又應(yīng)大于第一塊大石頭的下降速度,因?yàn)榘褍蓧K石頭捆在一起,它的重量大于第一塊大石頭。這兩個(gè)互相矛盾的結(jié)論不能同時(shí)成立,可見亞里士多德的論斷是不合邏輯的。
伽利略進(jìn)而假定,物體下降速度與它的重量無關(guān)。如果兩個(gè)物體受到的空氣阻力相同,或?qū)⒖諝庾枇β匀ゲ挥?jì),那么,兩個(gè)重量不同的物體將以同樣的速度下落,同時(shí)到達(dá)地面。
為了證明這一觀點(diǎn),1589年的一天,比薩大學(xué)青年數(shù)學(xué)講師,年方25歲的伽利略,同他的辯論對(duì)手及許多人一道來到比薩斜塔。
伽利略登上塔頂,將一個(gè)重100磅和一個(gè)重一磅的鐵球同時(shí)拋下。
在眾目睽睽之下,兩個(gè)鐵球出人意料地差不多是平行地一齊落到地上。
面對(duì)這個(gè)無情的實(shí)驗(yàn),在場(chǎng)觀看的人個(gè)個(gè)目瞪口呆,不知所措。
這個(gè)被科學(xué)界譽(yù)為“比薩斜塔試驗(yàn)”的美談佳話,用事實(shí)證明,輕重不同的物體,從同一高度墜落,加速度一樣,它們將同時(shí)著地,從而推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤論斷。
這就是被伽利略所證明的,如今已為人們所認(rèn)識(shí)的自由落體定律。
“比薩斜塔試驗(yàn)”作為自然科學(xué)實(shí)例,為實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的惟一標(biāo)準(zhǔn)提供了一個(gè)生動(dòng)的例證。