亚里士多德和牛顿
我们先看看第一个例子。根据牛顿第一定律,在没有外力的情况下,物体将保持静止或匀速运动。举例来说,就像一艘动力尽失的太空飞船从地球朝着金星运动。如果我们只注意这一点,那么牛顿定律看上去就不像定律,而像某种经验归纳,如同我们扔东西之后看着它慢慢落下一样。要理解牛顿理论的意义,我们就必须跳出它。实际上,看看地球上发生了什么比看在太空发生了什么更有助于我们理解。如果一个人在车速达到每小时50千米的时候关闭引擎并松开离合器,他会发现汽车没有继续保持每小时50千米的速度。车慢下来并很快停下。看上去好像没有外力的作用,我们可能因此说牛顿的说法错了。但是,有人可能提示我们,熄火的汽车继续前进会遇到空气阻力,还有车轴和路面的摩擦力。正是这些力使车停下来。如果没有空气阻力和摩擦力,车就会继续以每小时50千米的速度前进。我们生活的世界总会有空气阻力和摩擦力。通过对照牛顿第一定律和我们的日常经验,我们才知道,牛顿不是在作平常的观察,他发现并系统地阐述了一种在地球上无法直接观察到的原理。我们的日常经验更符合亚里士多德的观点,即我们需要一个力才能使一样东西动起来。尽管这个原理同牛顿定律相对立,但对我们大多数人它看起来很正确。为什么会这样?亚里士多德的说法是,当一个物体处于静止状态时,需要一个力才能使它运动。这是对的。但如果我们认为一个东西之所以在运动必定是因为有一个力的作用,那就把这个原理泛化了。
亚里士多德和牛顿的观点差异在于,前者试图解释静止和运动的差异,后者却想说明速率的差异,而静止可以看做是零速率。速率的变化叫做加速(或减速)。速率的变化,如从静止到运动或从运动到静止,需要一个力。在牛顿看来,匀速运动(包括静止)不需要解释。亚里士多德和牛顿的差异表现为两种不同的分类方式。前者区分静止和运动,后者区分匀速和变速。我可以从这里至少总结出两点:首先,(根据物理学研究)牛顿对物体运动方式的划分比亚里士多德更有说服力;其次,对照着亚里士多德的观点,牛顿的划分方式才显现出来。