从亚里士多德的运动观到伽利略的运动观.doc

从亚里士多德的运动观到伽利略的运动观 工商管理 李嘉欣 2220162248摘要 世界瞬息万变，物理学的发展也是瞬息万变。也许电光火石之间，以往的认知观念被打破，感性的知识无法解释理性的科学时，新的科学革命也随之爆发。物理学的变更也由此产生。关键词 伽利略 亚里士多德 物理学变更一、亚里士多德在1628年撰写的一部重要的早期著作（指导心灵的规则）中，现代哲学的奠基人笛卡儿曾经抱怨说：“文人们一贯自恃聪明，总能找到方式让自己盲目不见农夫都不会不知道的自明的东西；当这些人想要用更自明的东西来解释本身已经明白的东西时，他们就是这么做的：而他们要么解释的是别的东西，要么什么也没解释”。在笛卡儿看来，“运动”就是这种情形最好的例子。公元前三世纪，亚里士多德出生于这个世界，并且对这个世界万物发出了自己的思考并提出了许多有建设性的回答，并为后世所沿用。同样的，他也向物理学运动，发起了他的思考，他最初的思考出现在亚里士多德对运动的定义出现在物理学的第三卷的第1章对笛卡儿提及的这个定义，主要的中文翻译如下： “潜能的事物（作为潜能者）的实现即是运动”。“我把潜在者本身的现实化称为是运动”。 “潜在存在作为潜在存在的现实就是运动”。 “我们可以把运动或变化定义为潜能之为潜能的实现过程”或者“潜能的事物作为潜在潜在者的实现就是运动”。但事实证明，亚里士多德的许多观点在现在看来都是错误的，从而使亚里士多德给人的两种印象很难调和，人们不免像库恩那样产生这样的疑惑：开创了近现代许多学科并做出巨大贡献的亚里士多德，为什么在自然哲学领域却犯了如此低级的错误？在那个科学并不发达的时代，亚里士多德的许多观点都是在生活实践中得出的，有一定的局限性，而他的言论被当作真理一样存在了数百年。亚里士多德说：“力是维持物体运动的原因”，他认为物体只有在外力推动下才运动，外力停止，运动也就停止。这种说法从公元前四世纪诞生一直到公元后十六世纪近两千年的时间都没有人质疑。现在我们知道这种观点是错误的，实际上引起亚里士多德错误观点的“罪魁祸首”是:摩擦力。而摩擦力这一概念直到公元后十六世纪才由意大利科学家伽利略提出。人们才正确认识力与运动的关系。另外，亚里士多德认为较重物体的下落速度会比较轻物体的快，这个错误观点后来也被伽利略被推翻。尽管许多他发现的道理都被后人证明是错误的，但是仍不可否认的是亚里士多德是伟大的，他的许多成就都为世人所传唱，同时大家也牢牢的记住了他所犯的错误。对他在物理学和自然科学发展中的作用和影响以及其局限性，应进行历史的分析。对物理学的发展来说，亚里士多德初步提出以物质独立的自然学科，重视对近身事物的具体观察，强调思维逻辑的作用，首先引运动及其与时间、空间、与周围物体的关系及物质本原为研究对象以形成一门用数学方法考察具体物理定律，从而引起众多的讨论与研究等等；这些都在一定程度上为欧洲文艺复兴以后物理科学在实验基础上的奠定起了某些先导的作用。这一成就不应抹煞。另一方面，他在理论和方法上的重大缺陷，又造成了被教会加以神圣化的条件，成为继后物理学发展的严重障碍。当伽利略等纠正了他的错误，把物理学牢固地建立在观察与实验的基础上，恢复与发展了他重视逻辑推理和运用数学工具的传统以后，物理学在西欧的社会生产力蓬勃发展的条件下得出了迅速的发展。牛顿曾说过，他的成功是站在巨人的肩膀上，同样亚里士多德的想法，引起了巨大的轰动，并启发无数科学家为物理学界探索更多的奥秘，将更多生活中的自然科学原理演变成科学道理。同样，他也启迪了另一位科学家，也就是伽利略。2、 伽利略亚里士多德的观点被人沿用了数百年，终于一个人站出来用自己的发现推翻了被人们当做真理数百年的道理。他登上了比萨斜塔，将亚里士多德的观点用实验做了一一验证。这个人就是伽利略。他经过无数次实验发现，当他将质量很大的铁球和质量很轻的羽毛同时从比萨斜塔上扔下落地的时间几乎是相同的，这就证明了并不是重的东西下落得更快。在足够真空的条件下，物体落下的时间和速度是一致的。这的确是物理学史上的重大发现它开创了物理学的先河，开启了一场科学革命。伽利略还发现，将小球从斜坡上滚下，在分别不断改变斜坡角度，粗糙表面以及小球数量的过程中，他发现了一种力，并能通过精密的计算以及反复的试验得到，从而最后确定了摩擦力的数值。伽利略的重大发现，恰恰推翻了亚里士多德关于力是维持运动存在的原理，他认为力是改变物体运动状态的一种形式，引起了物理学历史上的大变革。他成为了第一个把实验引进力学的科学家，成为了后来物理学的重要研究方法。伽利略也曾非正式地提出过惯性定律（见牛顿运动定律）和外力作用下物体的运动规律，这为牛顿正式提出运动第一、第二定律奠定了基础。在经典力学的创立上，伽利略可说是牛顿的先驱。伽利略还提出过合力定律，抛射体运动规律，并确立了伽利略相对性原理，伽利略在力学方面的贡献是多方面的。概括地讲，伽利略在物理学上的发现，如果与他同时代的开普勒所发现的天上行星运行三定律相对应的话，那么，他发现了地上物体运动的三定律：自由落体定律、惯性定律和抛体运动定律。与这三定律相联系的还有匀速运动、匀加速运动、瞬时速度、加速度等概念，运动独立性原理，相对性原理，叠加性原理，以及运动的分解、合成和平行四边形法则等原理法则。他的每一项工作都是把实验方法与数学证明结合起来的典范。他开创了近代自然科学中经验与理性相结合的传统。这一结合不仅对物理学而且对整个近代自然科学都产生了深远的影响。所以牛顿称伽利略是他的“巨人的肩膀”。3、 从亚里士多德到伽利略的物理变更 亚里士多德的许多观点之所以被后人认为是错的，主要在于他都是通过自然科学发现了许多物理学的道理，没有通过较为精细的运算以及推理。而伽利略他既运用到了自己对自然科学的理解，也同时运用了实验与数学相结合的方法，将生活中的自然科学量化，得到了普适性的原理，而为后世所用。两者之间并