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誰發現了牛頓第一定律?
牛頓的古典力學以三定律形式,極漂亮地描述了力學的基本特性。第一定律,也叫慣性定律,是說:在慣性系下,任何物體都將保持靜止或者勻速直線運動,直到有外來力使它改變運動狀態為止。
這個定律是牛頓發現的嗎?答案是否定的。
亞里士多德認為,力是維持運動的原因。這是百姓的「常識」。但這一觀念,使得人類付出了巨大艱辛,才打破了這一牢籠。
1632年,伽利略通過實驗,得到結論:物體在自然狀態下會維持原有運動而非趨於停止。伽利略的說法雖然有點含糊,但他給出了明確的實驗方法來推出這一結論。伽利略在《兩門新科學的對話》一書中,把力分解為兩個分量來處理,對科學而言,這是極端重要的一點。伽利略由理想斜面實驗得出結論,從理性斜面下滑的物體,如果沒有摩擦力,它在水平方向上將永遠運動下去。這就是用慣性定律表述的最直接結果。伽利略給出的分析方法,就是現代科學的基本思維方式。所以,伽利略發現了慣性定律。《十六、十七世紀科學、技術和哲學史》一書認為:「慣性定律是伽利略所作出的在整個科學史上最重要的發現之一。」
伽利略發現慣性定律及他分析方法起的重要性,還有其它旁證的。
1644年,笛卡爾明確表示:除非物體受到外因的作用,物體將永遠保持其靜止或運動狀態。不過,他沒有給出明確的證明方法。《中國大百科全書》(物理卷)中說:「伽利略雖然沒有明確地寫出慣性原理,可是表明了這是屬於物體的本性的客觀規律,在研究其他物理問題時,他熟練地運用了它。……。完整的慣性原理是在伽利略逝世后兩年由笛卡爾表述的。」
英國的霍布斯(1588——1679年)著有《利維坦》一書。此書出版於1651年。這是一部現代政治哲學的奠基之作。
霍布斯15歲就入牛渡口大學學習,但他不喜歡學校的那些課程。他經常是在寒冷的早上,拿著粘鳥劑去捕捉小鳥。不過,他於1608年獲得了文學學士學位。1621年至1625年,霍布斯擔任培根的秘書。1636年,霍布斯專程去義大利,拜訪了伽利略。與他討論了有關運動的各種問題。霍布斯認為:「伽利略打開了宇宙哲學的大門。」一個人的水平如何,經常體現在他對別人的評價上。伽利略在當時許多人眼中,是個性格古怪,行為更古怪的怪人。許多「正經」的人,對伽利略是嗤之以鼻的。而霍布斯卻對他作出了極高的評價,霍布斯的眼光可見一斑。
今天的許多瘋子們經常認為自己是當今的伽利略,但他們只有伽利略瘋癲的外部表現形式,而沒有伽利略內在的科學精神,及掌握出類拔萃的分析方法的能力。
霍布斯在他書中第二章說:「當物體靜止時,除非有他物擾動它,否則就將永遠靜止,這一真理是沒有人懷疑的。但物體運動時,除非有他物阻止,否則就將永遠運動;這話理由雖然相同(即物體本身不能自變),卻不容易令人同意。」霍布斯在這裡明確敘述了牛頓第一定律的內容,並且還強調了當時許多人只能理解此定律的前一句話;而無法理解后一句話。其實,在今天看來,這是邏輯等價的兩種描述方法而已。
培根雖然在理論上講得頭頭是道,但在具體的科學研究上,實在沒有什麼好談的。所以,霍布斯掌握的東西,一定是錯伽利略那裡學的,而不可能是來源培根。
這隻說明了一點:霍布斯和在伽利略的討論過程中,他已經完全掌握了慣性定律的全部內容,大概也理解了伽利略的分析方法,因此,他才看到了伽利略的偉大之處。
正因為霍布斯掌握了伽利略的分析方法,他在自己的研究中,強調清晰的語言是表達人類的心靈之光,推論則是人類用以前進的步伐,科學知識的積累是人類前進的路徑,而整個人類的利益則是目的。霍布斯利用伽利略的分析方法,用清晰異常的語言定義了許多辭彙的含義。如:他認為,「有信心去實現的慾望叫希望,反之叫失望。害怕某事物傷害自己而對其產生的嫌惡叫畏懼,反之叫勇氣。至於突然爆發的勇氣,就叫憤怒。常存希望叫自信,常存失望叫自卑。……。履約是正義的,違約是不正義的。所以,正義的本質就在於遵守有效的契約。」
「愚昧的人否認正義的存在,並且認為契約的訂立與遵守與否完全取決於是否對自己有利,是否達到自我保存和滿足的目的。對自己有利的,就遵守,對自己不利的,就不遵守。但是這愚昧的人分辨不出基於一種不正義所產生的利益使得他遭受萬人唾罵的結果時,這種利益是否還值得追求?這愚昧的人看不到追求這種眼前的利益,帶來的必定是將來的更大利益的喪失,他看不上這種利益與他的理性並非一致。」
隨便說一句,今天的俄羅斯和×國就是這樣的國家。
霍布斯進而論證了國家應該具備的權力:命令權、決定權、曆法權、司法權、宣戰媾和權、任命權、賞罰權。他這些清晰而細緻的分析,得利於他從伽利略那裡學來的分析方法。
霍布斯方法的演進,說明了伽利略發明的分析方法的重要。是伽利略首先發現了慣性定律,而牛頓僅僅是把它拿來,和自己發現的另兩個定律合在一起,組成了古典力學的大廈。這是牛頓最偉大的貢獻。牛頓劃時代的偉大著作《自然哲學的數學原理》一書出版於1687年。
伽利略的分析方法,今天的某些中國人,也根本沒有完全掌握,他們或是僅是背住了某些條條而已。看他們對基本概念的解析方式及理解能力,就清楚知道這一點的。
最有趣的一點是:笛卡爾、伽利略、霍布斯和牛頓都是終身光棍一條的。無論你怎樣解釋,歷史就是這樣的。這個名單還可加長:萊布尼茨、斯賓諾莎、卡文迪什、等等。
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