第一节 牛顿第一定律

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亚里士多德

　　古希腊在力学研究方面取得成就最大的人之一是亚里士多德．他主要着眼于“运动原因”的探讨，因此他的力学理论是动力学性质的．但大多数是一些猜测和推理的结果，其结论往往是错误的．他把万物看成是由四种元素——土、水、空气及火组成，四种元素各有其自然位置，任何物体都有返回其自然位置而运动的性质．他认为重物下落是物体的自然属性，物体越重，趋向自然位置的倾向性也就越大，下落速度越大，所以物体下落速度应与物体重量成正比．除了重物的下降和轻物的上升之外，其他一切运动（包括匀速直线运动）都是强迫运动，这种运动只有在推动者的直接推动下才能进行．“推一个物体的力不再推它时，物体便归于静止”，力是使物体产生运动的原因．例如物体被抛出后，手已经不再对作用，为什么物体还能继续前行？他认为物体刚离开抛初者时，由于它向前冲而排开部分介质，就在它的后面形成一个虚空，而自然界是不允许有虚空存在的，所以周围的介质立即填补这个虚空，从而形成一个向前的推动力使物体继续前行．
　　亚里士多德的运动理论同观察和实验方法有一定的联系，但他对经验材料的概括缺乏严密的科学性同时又使用了一些经不住检验的假设，因而结论基本上是错误的．我们在认识和评价亚里士多德时，要对他在物理学发展史上的作用进行实事求是的分析，同时他的研究范围很宽广，涉及到其它许多领域，取得不少成就，我们不能全盘否定他．

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伽利略

　　伽利略（1564—1642）生于意大利北部佛罗伦萨一个贵族的家庭．他在科学上的创造才能，在青年时代就显示出来了．当他还是比萨大学医科学生时，就发明了能测量脉搏速率的摆式计时装置．后来，他的兴趣转向了数学和物理学，26岁就担任了比萨大学的数学教授．由于他在科学上的独创精神，不久就跟拥护亚里士多德传统观点的人们发生了冲突，遭到对手们的排挤，不得不在1591年辞去比萨大学的职务，转而到威尼斯的帕多瓦大学任教．
　　在帕多瓦，伽利略开始研究天文学，成为哥白尼的比心说的热烈支持者．他制造了望远镜，观测到木星的四颗卫星，证明了地球并不是一切天体运动环绕的中心用望远镜进行观测，他发现了月面的凹凸不平以及乳带似的银河原来是由许许多多独立的恒星组成的．他还制成了空气温度计，这是世界上最早的温度计．这些光辉的成就，使他获得了巨大的声望．
　　1610年，伽利略接受了图斯卡尼大公爵的邀请，回到他的故乡，担当了大公爵的宫廷数学家兼哲学家．伽利略这样做的目的是希望大公爵对他的科学研究给予资助．但是不久，他就受到了教会的迫害．由于他勇敢地宣传哥白尼的学说，1616年，被传唤到罗马的宗教裁判所．宗教裁判所谴责了哥白尼的学说，并责令伽利略保持沉默．1632年，伽利略发表《两种世界观的对话》一书，被教会认为违反了1616年的禁令．伽利略被召到罗马囚禁了几个月，受到缺席审判，遭到苦刑和恐吓，并被迫当众跪地表示“公开放弃、诅咒和痛恨地动说的错误和异端”，最后被判处终身监禁，他的书也被列为禁书．
　　1632年以后，伽利略专心致志于力学的研究，并于1638年完成了《两种新科学的对话》。由于教会的禁令，这部书无法在意大利出版，只能在荷兰秘密刊行．这部著作是伽利略最伟大和最重要的著作．侧利略最先研究了惯性运动和落体运动的规律，为牛顿第一定律和第二定律的研究铺平了道路．他坚持“自然科学书籍要用数学来写”的观点，倡导实验和理论计算相结合，用实验检验理论的推导．这种研究方法对以后的科学研究工作具有重大的指导意义．
　　1642年，伽利略在贫病交加中逝世，享年78岁．1983年，罗马教廷正式承认，350年前宗教裁判所对伽利略的审判是错误的．

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