理论教育 伽利略的自由落体实验:揭示物体重量与下落速度无关的定律

伽利略的自由落体实验:揭示物体重量与下落速度无关的定律

时间:2023-06-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:1590年,意大利人伽利略,在比萨斜塔上做了一个著名的实验。伽利略是科学的先驱,他当然知道这一点。伽利略根据(类似的)实验结果,得出了自由落体定律,也就是重量与下落速度无关,不同重量的东西下落速度一样。伽利略的实验,就推翻了它。因为伽利略定律有自己的假设,即没有空气阻力。再想想,伽利略做实验时,两个金属球是否真的同时坠地了呢?

伽利略的自由落体实验:揭示物体重量与下落速度无关的定律

1590年,意大利人伽利略(1564~1642),在比萨斜塔上做了一个著名的实验(有一种说法,做实验的另有其人)。他把两个重量不同的金属球同时从塔顶垂直抛下。人们看到,两球同时坠地。根据亚里士多德(公元前384~前322)的物体的下落速度跟重量成比例的理论,应该是重的球先坠地。当亚里士多德这样说的时候,没有任何条件限制,也就是说,在任何时间、地点,这个结论总是成立的。这叫绝对真理。

其实,所有的理论,都是相对真理,都是在一定条件下正确,脱离了这个条件,真理就成了谬误。换句话说,只有那些在有些条件下正确、有些条件下谬误的东西,才称得上真理。因为这样的东西才对我们有用。在任何条件下都对的东西,实际上没有任何用处。世界上根本不存在这样的理论,如果有人说有,也一律是骗术。

所有的科学,最突出的特征,是有自己的假设。不同的假设,是区分不同学科的重要标志。

比如牛顿力学,假设时空是绝对的;爱因斯坦相对论没有这样的假设,然而它假设光速是绝对的。这些理论都是科学,然而它们在假设下才成立,超出了这个假设,就是谬误了。比如牛顿力学在爱因斯坦的时空观下就是错误的。

伽利略是科学的先驱,他当然知道这一点。

伽利略根据(类似的)实验结果,得出了自由落体定律,也就是重量与下落速度无关,不同重量的东西下落速度一样。可是这个定律不是没有条件,条件就是没有空气阻力

当伽利略向下抛球时,有没有空气阻力?有。

为什么两个球同时坠地了呢?就是因为虽然有空气阻力,但是这个阻力可以忽略,它们对球的下降几乎不产生作用。所以,表面看起来,两个球是同时坠地的。(www.daowen.com)

如果铁球和纸片,同时往下扔,谁先坠地?铁球。那能证明亚里士多德正确吗?当然不能。

因为亚里士多德的结论,没有任何限制。只要找到一个反例,就可以证明他是错的。伽利略的实验,就推翻了它。可是,铁球先坠地,纸片后坠地,推翻了伽利略的定律没有呢?没有!

因为伽利略定律有自己的假设,即没有空气阻力。当铁球和纸片一块往下抛的时候,空气阻力的作用,就不能忽略,就不是伽利略定律管的事情了。

可以想象,如果可以做到没有空气阻力,比如在实验室的真空中,铁球和纸片就会一块儿坠地。

再想想,伽利略做实验时,两个金属球是否真的同时坠地了呢?严格地说,也不是。不过从肉眼看,是一起罢了。为什么?因为还是有那么一点点空气阻力的。

因此,科学并不是真事,它只在自己假设的或者圈定的领域里成立,在此之外,不成立。

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