亞里斯多德(4)〈學問之父〉
2. 第二類與第三類的運動
亞理斯多德對第二類的物體在空中運動與第三類的天體運動的原因作這樣解釋:地球是宇宙的中心,是一切空中運動物體的天然歸宿,物體的重量越大,其趨向天然位置的傾向也越大,所以下落的速度也越大。因此不同重量的物體同時從同樣高度掉落時,重的物體會先落地。對於天體,它是由特殊質料所構成,具有特殊性質,天體是神靈們的處所,所以天體的運動是沿著最完美的曲線--圓周,以最完美的速度—等速運動。
這種見解幾乎被古代所有人所接受,它一直到西元1590年才由義大利科學家伽利略(G. Galilei),邀請他教授的大學之學生和教授聚集在比隡斜塔的下面當見證人。在眾目睽睽下,伽利略讓輕的與重的兩種不同金屬球體從比隡斜塔上端落下,作“自由落體實驗”(圖6),才把這錯誤觀念改正過來。人們終於了解,如不考慮空氣阻力時,則不論輕重,物體均會同時落下。
圖6:伽利略曾經從比薩斜塔上端同時落下兩個重量不同的金屬球,證實了物體降落的速率與重量無關,它們確實同時抵達地面。
(二)宇宙厭惡真空,真空是不存在的
亞理斯多德講宇宙厭惡真空,真空是不存在,這句話也被伽利略的學生托里拆利打破。
真空是指低於大氣壓力的氣體的給定空間,即真空是相對於大氣壓來說的,並非空間沒有物質存在。現在科學進步,製造幾乎完全沒有物質存在存在的真空是有可能的。
遠在1643年,義大利物理學家托里拆利發現,真空和自然空間有大氣和大氣壓力存在。他將一根一端封閉的長玻璃管灌滿汞,並倒立於汞槽中時,發現管中汞面下降,直至與管外的汞面相差76釐米時為止。托裡拆利認為,玻璃管汞面上的空間是真空,76釐米高的汞柱是因為存在大氣壓力的緣故。
(三)提倡以地球為中心的天動說
亞理斯多德是一位“地球中心學說”的擁護者,他認為水星、金星、火星、土星、木星等五大行星及太陽、月球都繞地球旋轉,而較遠的恆星則貼在最外層的球面上旋轉。這種思想後來為希臘天文學家托勒密(Claudius Ptolemy)所吸收,創立了“天動說”,長期為西方學者所崇奉。直到16世紀哥白尼(Nicolas Copernicus)發表了宇宙是以太陽為中心的系統,地球和其他行星都環繞它運行,至此托勒密的“天動說”才開始動搖。二十世紀初期,愛因斯坦認為以相對論的觀念,無論是“地動說”或“天動說”它們的講法都是正確,差別只是描述對象的座標原點不同罷了。
人站在地球上看天體,自然有“天動說”的感覺。
(四)「地震是由封閉在地球內部的爆風所掀起的。」
亞理斯多德想像地震是由封閉在地球內部的暴風所掀起的。事實上,今日的科學家雖然尚無法預測何時何地會發生地震,但是發生地震的原因大致已知道,它分為下列三類,但沒有一類是屬於地球內部的暴風所掀起的。
(1)構造性(Tectonic)地震
因大地的造山運動或板塊運動而造成岩石變形所引起的地震。此類地震佔全世界百分之九十以上的地震。
(2)火山(Volcanic)地震
因火山爆發所引起之地震。
(3)衝擊(Impact)地震
衝擊地震之發生主要原因是地面受到擾動而產生如原子彈試爆,隕石撞擊等皆是。