本系列文章预计会有10+个章节，这套文献将系统讲述物理学本身，这里是第八季第06篇
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上面这个图片是我们大概小学四年级学过的原文——《两个铁球同时着地》，今天我们来谈谈这个思想问题。根据上一篇我们知道，1589伽利略第一次被任命为比萨大学的首席数学教授，所以才有了比萨斜塔的实验。结论就是，这个观点与所有亚里士多德主义者相信的“球越重，落地越快”相反。维维亚尼指出，伽利略在1589—1592年的某一天，从比萨斜塔上往下扔球，证明了两个材料相同而重量不同的球会同时落地。不过现代科学指出关于比萨斜塔实验此事可能并没有发生，因为这个故事只是伽利略的学生维维亚尼讲的，具体年份都没有。其实维维亚尼也是从伽利略谈话中得知，有可能伽利略只是打了个比喻，后人又将这个事传开，就成了一个故事。不过，他有没有真的做过这个特殊的演示，其实并不十分重要。事实是伽利略在比萨大学的几年里对自由落体做了认真实验。无论他有没有从斜塔上扔球，这一点都是成立的。可以看出，伽利略在比萨这段时间的产量确实惊人，最拿手的当属他的斜面小球实验了。在《论运动》（De Motu）一书中说，他通过反复实验（没有提到比萨斜塔）证实，当两个物体从某一高处落下，较轻的物体起初落得较快，但随后较重的物体会超过它并率先落地。后来的实验显示，这个奇怪的结果可能是两个物体并未同时释放造成的。实验已经证明，当人的双手分别握住一只球时，握较重球的那只手会更累，必须用更大的力气握住物体，就会导致这只球被释放得较慢。（当然在现代科学看来，这只是人的猜想）。《论运动》这篇论文是正式提出对亚里士多德学说的批评，同时为他后来让球体沿倾斜平面滚动的实验奠定了基础。同时在书中还指出，坠落的物体会加速（速度增加），但只是在最开始的时候，接着它们会达到一个适当的恒定速度，这一速度是由物体和介质的相对密度决定的。也就是说，他认为铅球比木球运动得更快，但如果是两个铅球，无论重量是多少，它们下落的速度是相同的。当然这个结论在现在看来是无稽之谈，但精彩的就是这个过度细节，让我们清晰知道一个正确的结论具体是如何进化的。后来在1638年出版《对谈》一书时，伽利略才得出了正确的自由落体理论。根据这一理论，所有的物体，无论重量或密度大小，在真空中会以完全相同的方式均匀加速。你把一个轻的物体和一个重的物体连接在一起。根据亚里士多德的观点，既然较轻的物体下落得慢，那么它就应该使较重的物体慢下来，因此连接起来的物体应该比重的物体下降得更慢。但是如果我们可以把两个连接起来的物体看作一个物体，它就比原来的重物更重，那么根据亚里士多德的观点，它们应该比单个的重物下降得更快——这是一个明显的矛盾。另外，在伽利略另外一个著作《对谈》的虚构对话中，伽利略让代表自己的萨尔维阿蒂（Salviati）解释了这一理论：“亚里士多德说：从100肘高处下落的重100磅的铁球，比从同一高处下落的1磅重的铁球更早落地，后者在同一时间里只下降了1肘。但要我说，它们是在同一时刻到达地面的。”伽利略这个至关重要的认识是他呕心沥血做实验的结果，这也成为牛顿引力理论的重要前提。到了现代，1971年阿波罗15号宇航员大卫·斯科特（David Scott）在月球上（那里几乎没有空气阻力）从同一高度同时释放一把重1.32千克的锤子和一根重0.03千克的羽毛，两个物体同时落在月球表面上，与伽利略在几个世纪前得出的结论一致。在那个年代有个困难科学在诞生之初也难免被人当成错误的信仰，因为它与炼金术和占星术等虚妄之学等纠缠不清。这也是伽利略后来决定依靠数学的部分原因，因为数学似乎提供了更坚实的研究基础。在帕多瓦的18年里，伽利略的科学工作中最令人印象深刻的成果是他的斜面实验。尽管这些成果直到17世纪30年代才发表，但他大部分的实验工作是在1602—1609年进行的。1604年10月16日，伽利略给他的朋友萨尔皮写了一封信，他在信中宣布，他发现了运动的第一个数学定律——自由落体定律。重新考虑运动现象……我可以证明……在自然运动［自由落体］中，物体下落的距离与时间的平方成正比［强调是原文所加］。因此，在相等时间内，物体通过的距离就像从1开始的奇数数列一样。现在得出了定律：在自然运动中的物体，速度的增加和它与运动原点间距离是成正比的。这句话的第一部分是伽利略发现的定律：自由落体通过的距离与所用时间的平方成正比。也就是说，一个物体（从静止状态开始）自由落体2秒所通过的距离是另一物体自由落体1秒所通过距离的4倍（2的平方），而物体自由落体3秒所通过的距离是另一物体自由落体1秒所通过距离的9倍（3的平方），以此类推。伽利略信中的第二个论点其实是第一个论点的直接结果。伽利略的思想与亚里士多德的思想在另外一个方面有着根本的不同。亚里士多德这位希腊哲学家的运动理论从未经过任何严谨的实验检验，部分原因是他（以及柏拉图）坚信，揭示自然界真理的正确方法是思考，而不是实验...Masir - 2022/12/23
于 东莞
祝幸福~
参考文献:
1.《物理学的进化》
2.《伽利略传》
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