清代天文学家李锐......
亚里士多德,一个在教科书中经常被“推翻”的男人
不知道你在经典物理的学习之路上有没有注意到这么一个男人,他的理论出现在教科书上,最终的结果几乎都是“被推翻”。
是不是有点印象了?没错,就是亚里士多德。
伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时着地”的实验,推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成正比”的学说;
牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》中提出牛顿运动定律,推翻了亚里士多德“力是维持物体运动”的理论,并由其色散实验推翻亚里士多德“白色是最纯的光”的说法;
哥白尼的“日心说”提出后,推翻了亚里士多德所支持并发扬的“地心说”······
近代物理学的发展,可以说是自然科学领域的启蒙运动,在早期为了摆脱中世纪强大的宗教势力对它的压制,天然自带着一种反抗权威的气质。而亚里士多德的研究结论在某种程度上被天主教以其需要的语境所接纳,所以推翻他的理论似乎就也有了一种祛除蒙昧的意味。
而反映在我们学习物理的过程中,则会有一种“这哥们怎么说什么都是错的,他能不能认真想一想”的感觉。但他可是那位亚里士多德——柏拉图的学生亚历山大大帝的老师行走的“百科全书”、古希腊最博学的哲学家……
听起来好像有点矛盾是不是?
亚里士多德错误的理论
让我们来认真地看看这位古希腊先贤的一些理论。
1
关于落体运动
亚里士多德在说“越重的物体落得越快”这句话时是有前提条件的:其他条件相同的情况下。这是什么意思?即下落通过的介质密度相同,物体体积形状相同。那么他的结论错了吗?可以说,没什么错误。
体积相同的铅球和铁球如果一起被放入水中,确实应该是铅球落得快,因为它密度更大,所受重力更大,而两球所受浮力相同。
“在其他条件相同的情况下”,你甚至可以说亚里士多德相当严谨。
由此出发,伽利略在比萨斜塔上的实验真的能完全否定亚里士多德的理论吗?大球和小球的体积并不相同,空气阻力相比于重力在从塔上落下的短短过程中对铁球加速度的影响堪称微乎其微
2
关于力与物体运动
亚里士多德的表述是:如果你发现一个物体在运动,你必然会去找它的推动者,如果没有推动者,它就会停下来,所以“力是使物体运动的原因”。那么它的说法对不对呢?
是可以接受的,起码在他所处的时代。
在他们那个时代,没有“真空”这个概念,亚里士多德也并不相信“真空”的状态存在,所以在他提出理论的语境中阻力始终存在。而他所说的“力”也并不是完全意义上的“力”,即“物体之间的相互作用”,而是“人对物体的作用”。
但他在面对天上的星辰时便束手无策了,毕竟再聪明的脑袋也无法跳出自己所处的时代。天上的星辰也在运动,那么是谁“推了星辰一把”呢?亚里士多德认为是神,或一种超凡的力量。
这个结论宗教很喜欢,他们便接纳了亚里士多德的理论,称那超凡之力即为上帝。
诚然,亚里士多德的理论存在错误,并被后世伟大的科学家们进行了修正,但他并不是想当然,类似于“一拍脑袋”就提出了自己的学说。他是在经过了大量的观察、细致的总结、严谨的思考后,提出了在他那个时代最能解释人们日常生活中观察到的现象的理论。
从0到1的人
或者我们也可以换一个角度来思考这个问题:为什么被“推翻”的人总是他?
所谓“最博学”的形容,大抵应该是没错的。亚里士多德研究的学问涵盖几乎所有领域,包括了哲学、物理学、生物学、天文学、大气科学、心理学、逻辑学、伦理学、政治学、艺术美学等等。他什么书都看,对知识没有任何偏见,一生写下的著作有170多种。
他最先将“科学”分门别类,使科学逐渐演变成为众多独立的学科;他记录了雅典人当时见过的几乎所有生物的形态、构造,作为一个两千多年前的人认识到海豚属于“兽类”不属于“鱼类”;他开创了逻辑学并最先提出归纳、演绎的方法,布尔用算术运算符替代了他的逻辑词创造了数理逻辑,香农又在数理逻辑的基础上写下了那篇对计算机科学发展具有里程碑意义的论文——《继电器与开关电路的符号分析》。
亚里士多德是那群把“科学”的进度条从“0”推到“1”的先哲中出了大力气的人。
如果没有亚里士多德,伽利略和牛顿,去哪儿颠覆先人的理论,把这个进度条继续往前推呢?
牛顿的理论只适用于宏观低速的环境,于是有了爱因斯坦的相对论,而相对论和量子力学的矛盾到现在都还没有解决。
科学就是这样发展起来的。
我们在认识这个世界时其实都是亚里士多德——因为即使到现在我们都还没有完全地理解世界。
他只是做得尤其的好。
所以,“爱智慧”的本质到底是什么呢?
最重要的可能不是教科书上正确的结论,因为即使是现存的“正确结论”也未尝不可能因为存在缺陷而被新的理论替代。
或许经常被“推翻”的亚里士多德已经告诉了我们答案。
积极的观察,严谨的思考,以及,永不停止的探索。
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