本系列文章預(yù)計(jì)會(huì)有30個(gè)章節(jié)，這套文獻(xiàn)將系統(tǒng)講述物理學(xué)本身，這里是第四季第19篇
17世紀(jì)是一個(gè)重要的時(shí)段，因?yàn)檫@是改變?nèi)祟悓ξ锢韺W(xué)、宇宙學(xué)、以及人類自身認(rèn)知的時(shí)刻。
然而，因?yàn)闆]有更多的科學(xué)數(shù)據(jù)，所以導(dǎo)致17世紀(jì)早期新科學(xué)的發(fā)現(xiàn)無法判斷地心說和日心說到底哪一個(gè)是正確觀點(diǎn)。
我們都知道在2000多年的時(shí)間里，整個(gè)亞里士多德科學(xué)體系一直占統(tǒng)治地位，而這個(gè)科學(xué)體系的基礎(chǔ)幾乎完全是一個(gè)以地球?yàn)橹行牡挠钪妗?/p>
因此，地心說觀點(diǎn)的瓦解同時(shí)意味著亞里士多德科學(xué)體系的瓦解。更糟糕的是，那時(shí)并沒有別的科學(xué)體系來替代它。
按照我們以前的描述都知道，亞里士多德世界觀對下落物體的解釋是，重量大的物體有一種向宇宙中心運(yùn)動(dòng)，也就是向地球中心運(yùn)動(dòng)的天然趨勢，而當(dāng)?shù)厍驀@太陽運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，這個(gè)解釋就不再適用了。
因此，在17世紀(jì)早期，即使是對“為什么石頭會(huì)向下落”這樣簡單的問題，也不存在解釋。
同樣地，“為什么地球是其圍繞太陽的軌道上以難以想象的高速運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們卻覺得自己似乎是靜止的”，這個(gè)問題也沒有答案。
與此類似，“當(dāng)我們豎直向上拋出一個(gè)物體時(shí)，為什么它會(huì)落到我們將其拋出時(shí)的位置”，這個(gè)問題也沒有得到解釋。開普勒提出的橢圓軌道，以及是什么因素使行星獲得了最初的運(yùn)動(dòng)，也都沒有得到解釋。
這只是一個(gè)很簡單的例子，反映了當(dāng)時(shí)的基本狀況，也就是可以讓人接受的解釋都已經(jīng)瓦解，需要一種新科學(xué)來給出解釋。從根本上說，新科學(xué)必須能與運(yùn)動(dòng)的地球保持一致。
亞里士多德世界觀的問題
如果地球在運(yùn)動(dòng)，既圍繞自身軸線旋轉(zhuǎn)又圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，那么是什么使我們停留在地球上，為什么重量大的物體會(huì)向下落？
回憶一下，在亞里士多德世界觀中，重量大的物體有一種向宇宙中心運(yùn)動(dòng)的天然趨勢，我們正是因此而留在地球上，這同時(shí)也是重量大的物體向下落的原因。但是，如果地球不是宇宙中心，那么亞里士多德世界觀拼圖中的這塊拼板就不能保留了。
除此之外，是什么因素使地球始終保持運(yùn)動(dòng)？在亞里士多德世界觀中，運(yùn)動(dòng)的物體總會(huì)停下來，除非有外界因素使這個(gè)物體保持運(yùn)動(dòng)。這個(gè)觀點(diǎn)與我們?nèi)粘Ｉ钪械慕?jīng)驗(yàn)一致，但如果地球是運(yùn)動(dòng)的，那么這塊拼板一定也是錯(cuò)的。
同樣地，當(dāng)我們將一個(gè)物體豎直向上拋出后，為什么它會(huì)重新落到我們手里？
在亞里士多德世界觀中，關(guān)于這一點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)觀點(diǎn)是，如果地球在運(yùn)動(dòng)，那么物體在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們應(yīng)該已經(jīng)因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)而離開了物體所在位置的下方。因此，拋出的物體所做的運(yùn)動(dòng)，成了亞里士多德世界觀拼圖中又一塊不能保留的拼板。
如果地球每天圍繞自身軸線旋轉(zhuǎn)一周，那么由于這個(gè)運(yùn)動(dòng)，我們應(yīng)該是以1000英里/小時(shí)的速度在運(yùn)動(dòng)。如果地球圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)，那么地球一定是以超乎想象之快的速度在其圍繞太陽的軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)（現(xiàn)在我們知道這個(gè)速度是將近70000英里/小時(shí)）。
但是，根據(jù)亞里士多德世界觀中的常識(shí)性觀點(diǎn)，我們應(yīng)該預(yù)計(jì)能注意到這些高速運(yùn)動(dòng)所帶來的效果。
那么為什么我們并不覺得自己在運(yùn)動(dòng)呢？為什么沒有強(qiáng)勁的風(fēng)吹過臉頰？為什么我們感受不到高速運(yùn)動(dòng)通常會(huì)產(chǎn)生的震動(dòng)和其他效果？
另外，開普勒體系的橢圓軌道和不斷變化的運(yùn)動(dòng)速度又產(chǎn)生了什么影響？根據(jù)亞里士多德世界觀，要解釋行星和其他天體的運(yùn)動(dòng)，需要依賴于“天空是個(gè)完美的地方”的觀點(diǎn)。沿正圓軌道勻速運(yùn)動(dòng)才是適合天空的運(yùn)動(dòng)。
也就是說，如果天空是個(gè)完美的地方，我們就不能預(yù)計(jì)在天空中看到天體沿橢圓軌道變速運(yùn)動(dòng)。所以，新出現(xiàn)的觀點(diǎn)對亞里士多德世界觀中“天空是個(gè)完美的地方”的觀點(diǎn)提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。
總結(jié)：數(shù)據(jù)越多，我們就離事物的本質(zhì)就越近。并不是說古人愚昧，而是古人可參考的數(shù)據(jù)量太少，畢竟任何事情的發(fā)展都需要一個(gè)過程！
好，今天就到這里了，下一篇我們將推開新世界的大門。
Masir 2022/02/15
于 東莞
參考文獻(xiàn)
理查德.德威特 《世界觀》
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