亚里士多德(4)〈学问之父〉
2. 第二类与第三类的运动
亚理斯多德对第二类的物体在空中运动与第三类的天体运动的原因作这样解释:地球是宇宙的中心,是一切空中运动物体的天然归宿,物体的重量越大,其趋向天然位置的倾向也越大,所以下落的速度也越大。因此不同重量的物体同时从同样高度掉落时,重的物体会先落地。对于天体,它是由特殊质料所构成,具有特殊性质,天体是神灵们的处所,所以天体的运动是沿着最完美的曲线--圆周,以最完美的速度—等速运动。
这种见解几乎被古代所有人所接受,它一直到公元1590年才由意大利科学家伽利略(G. Galilei),邀请他教授的大学之学生和教授聚集在比隡斜塔的下面当见证人。在众目睽睽下,伽利略让轻的与重的两种不同金属球体从比隡斜塔上端落下,作“自由落体实验”(图6),才把这错误观念改正过来。人们终于了解,如不考虑空气阻力时,则不论轻重,物体均会同时落下。
图6:伽利略曾经从比塞塔上端同时落下两个重量不同的金属球,证实了物体降落的速率与重量无关,它们确实同时抵达地面。
(二)宇宙厌恶真空,真空是不存在的
亚理斯多德讲宇宙厌恶真空,真空是不存在,这句话也被伽利略的学生托里拆利打破。
真空是指低于大气压力的气体的给定空间,即真空是相对于大气压来说的,并非空间没有物质存在。现在科学进步,制造几乎完全没有物质存在存在的真空是有可能的。
远在1643年,意大利物理学家托里拆利发现,真空和自然空间有大气和大气压力存在。他将一根一端封闭的长玻璃管灌满汞,并倒立于汞槽中时,发现管中汞面下降,直至与管外的汞面相差76厘米时为止。托里拆利认为,玻璃管汞面上的空间是真空,76厘米高的汞柱是因为存在大气压力的缘故。
(三)提倡以地球为中心的天动说
亚理斯多德是一位“地球中心学说”的拥护者,他认为水星、金星、火星、土星、木星等五大行星及太阳、月球都绕地球旋转,而较远的恒星则贴在最外层的球面上旋转。这种思想后来为希腊天文学家托勒密(Claudius Ptolemy)所吸收,创立了“天动说”,长期为西方学者所崇奉。直到16世纪哥白尼(Nicolas Copernicus)发表了宇宙是以太阳为中心的系统,地球和其他行星都环绕它运行,至此托勒密的“天动说”才开始动摇。二十世纪初期,爱因斯坦认为以相对论的观念,无论是“地动说”或“天动说”它们的讲法都是正确,差别只是描述对象的坐标原点不同罢了。
人站在地球上看天体,自然有“天动说”的感觉。
(四)「地震是由封闭在地球内部的爆风所掀起的。」
亚理斯多德想象地震是由封闭在地球内部的暴风所掀起的。事实上,今日的科学家虽然尚无法预测何时何地会发生地震,但是发生地震的原因大致已知道,它分为下列三类,但没有一类是属于地球内部的暴风所掀起的。
(1)构造性(Tectonic)地震
因大地的造山运动或板块运动而造成岩石变形所引起的地震。此类地震占全世界百分之九十以上的地震。
(2)火山(Volcanic)地震
因火山爆发所引起之地震。
(3)冲击(Impact)地震
冲击地震之发生主要原因是地面受到扰动而产生如原子弹试爆,陨石撞击等皆是。