文艺复兴
故。他指出,如果我们假设地球和其他星球都绕着太阳转,则我们所看到的天体运转现象将会变得容易理解得多。我们称这种观念为‘以太阳为中心的世界观’,也就是相信万物以太阳为中心的意思。”
“这个世界观应该是正确的啰?”
“也不全然。哥白尼的主要论点—一地球围绕着太阳转——当然是正确的。不过他宣称太阳是宇宙中心的说法可就错了。我们现在已经知道太阳系只是宇宙中无数个星系之一。宇宙中共有数十亿个银河系,围绕太阳的星系只是其中之一罢了。哥白尼并且相信地球和其他星球都在圆形的轨道上运转。”
“难道不是吗?”
“不。他之所以相信轨道是圆形的,只是根据‘天体是圆形的,且绕着圈圈转’这个古老的观念。自从柏拉图的时代以来,球体与圆形就被认为是最完美的几何图形。但在十七世纪初期,德国天文学家克卜勒(JohannesKepler)发表了他广泛观察的结果,显示各星球实际上是以太阳为中心,绕着椭圆形的轨道运转。他并且指出,一个星球在轨道上愈接近太阳的地方,运转的速度愈快,离太阳愈远则愈慢。在此之前从来没有人明白提出‘地球只是众多行星之一’的说法。克卜勒同时强调宇宙每个地方都适用同样的物理法则。”
“他怎么知道呢?”
伽利略“因为他用自己的感官来观察、研究星球运转的现象,而不盲目地接受古代的迷信。大约与克卜勒同一时代的还有一位意大利科学家伽利略。他也用天文望远镜来观察天体的运转。他在研究月球的表面后,宣称月球像地球一样有高山、有深谷。更重要的是,他发现木星有四个卫星。因此地球并非唯一拥有卫星的星球。然而,伽利略最伟大的成就还是他首度提出所谓的(‘惯性定律’。”
“那是什么意思?”
“伽利略的说法是:‘如果没有外力强迫一个物体改变它所处的状态,则这个物体将会一直维持它原来静止或移动的状态。”
“这谁都知道呀!”
“但这个观察很有意义。自从古代以来,反对‘地球绕着自己的轴心转’这个说法的人士所持的主要理由之一就是:地球果真绕着自己的轴心转的话,则它的速度会很快,以至于当你垂直丢一块石头到空中时,它会掉落在好几码之外。”
“那这种现象为什么不会发生呢?”
“如果你坐在火车里,把一个苹果丢在地上。苹果并不会因为火车正在移动而向后掉落,而是垂直落地。这是由于(‘惯性定律’作用所致。苹果维持在你将它丢下以前同样的速度。”
“我懂了。”
“伽利略的时代并没有火车。不过如果一个人一直向前运球一旦突然放手后……”
“……球会一直滚动……”
“……因为在你放手后球仍然维持原来的速度“不过它最后还是会停下来,如果房间够大的话。”
“那是因为有其他外力迫使它停下来。第一种力来自于地板,尤其是那种粗糙不平的木头地板。然后则是重力。在重力的作用下,球迟早会停下来,不过,请等一下,我先让你看一样东西。”
艾伯特站起身来,走到那张古老的书桌前。他从抽屉里拿出一样东西,走回原来的地方,并把那样东西放在茶几上。那是一块木头板子,一端有三、四公分厚,另一端则极薄,整张板子几乎就把茶几占满了。艾伯特在板子旁放了一个绿色的弹珠。
“这叫做斜面,”他说。“如果我在比较厚的这一端把弹珠放掉,你想会发生什么事?”
苏菲无可奈何地叹了口气。
“我跟你赌十块钱,它会一直滚到茶几上,最后掉在地板上。”
“我们试试看。”.艾伯特放掉弹