第二十二章文藝複興
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一。
” “世界真有這麼簡單就好了！” “然而，在一五四三年，有一本名叫《天體運行論》(OntheRevolutionsOFtheCelestialSpheres)的小書出版了。
作者 是波蘭天文學家哥白尼(NicolausCopernicus)。
他在這本書出版當天就去世了。
哥白尼在書中宣稱，太陽并未繞地球運行，而是地球繞太陽運 行。
他根據觀察各星球的心得，認為這種可能性很高。
他說，人們之所以相信太陽繞着地球轉，是因為地球繞着自己的軸心轉的緣故。
他指出，如果我們假設地球和 其他星球都繞着太陽轉，則我們所看到的天體運轉現象将會變得容易理解得多。
我們稱這種觀念為‘以太陽為中心的世界觀’，也就是相信萬物以太陽為中心的意 思。
” “這個世界觀應該是正确的啰?” “也不全然。
哥白尼的主要論點—一地球圍繞着太陽轉——當然是正确的。
不過他宣稱太陽是宇 宙中心的說法可就錯了。
我們現在已經知道太陽系隻是宇宙中無數個星系之一。
宇宙中共有數十億個銀河系，圍繞太陽的星系隻是其中之一罷了。
哥白尼并且相信地 球和其他星球都在圓形的軌道上運轉。
” “難道不是嗎?” “不。
他之所以相信軌道是圓形的，隻是根據‘天體是圓形的，且繞着圈圈 轉’這個古老的觀念。
自從柏拉圖的時代以來，球體與圓形就被認為是最完美的幾何圖形。
但在十七世紀初期，德國天文學家克蔔勒 (JohannesKepler)發表了他廣泛觀察的結果，顯示各星球實際上是以太陽為中心，繞着橢圓形的軌道運轉。
他并且指出，一個星球在軌道上愈接近 太陽的地方，運轉的速度愈快，離太陽愈遠則愈慢。
在此之前從來沒有人明白提出‘地球隻是衆多行星之一’的說法。
克蔔勒同時強調宇宙每個地方都适用同樣的物 理法則。
” “他怎麼知道呢?” 伽利略“因為他用自己的感官來觀察、研究星球運轉的現象，而不盲目地接受古代的迷信。
大約與克蔔勒 同一時代的還有一位意大利科學家伽利略。
他也用天文望遠鏡來觀察天體的運轉。
他在研究月球的表面後，宣稱月球像地球一樣有高山、有深谷。
更重要的是，他發 現木星有四個衛星。
因此地球并非唯一擁有衛星的星球。
然而，伽利略最偉大的成就還是他首度提出所謂的(‘慣性定律’。
” “那是什麼意思?” “伽利略的說法是：‘如果沒有外力強迫一個物體改變它所處的狀态，則這個物體将會一直維持它原來靜止或移動的狀态。
” “這誰都知道呀!” “但這個觀察很有意義。
自從古代以來，反對‘地球繞着自己的軸心轉’這個說法的人士所持的主要理由之一就是：地球果真繞着自己的軸心轉的話，則它的速度會很快，以至于當你垂直丢一塊石頭到空中時，它會掉落在好幾碼之外。
” “那這種現象為什麼不會發生呢?” “如果你坐在火車裡，把一個蘋果丢在地上。
蘋果并不會因為火車正在移動而向後掉落，而是垂直落地。
這是由于(‘慣性定律’作用所緻。
蘋果維持在你将它丢下以前同樣的速度。
” “我懂了。
” “伽利略的時代并沒有火車。
不過如果一個人一直向前運球一旦突然放手後……” “……球會一直滾動……” “……因為在你放手後球仍然維持原來的速度“不過它最後還是會停下來，如果房間夠大的話。
” “那是因為有其他外力迫使它停下來。
第一種力來自于地闆，尤其是那種粗糙不平的木頭地闆。
然後則是重力。
在重力的作用下，球遲早會停下來，不過，請等一下，我先讓你看一樣東西。
” 艾伯特站起身來，走到那張古老的書桌前。
他從抽屜裡拿出一樣東西，走回原來的地方，并把那樣東西放在茶幾上。
那是一塊木頭闆子，一端有三、四公分厚，另一端則極薄，整張闆子幾乎就把茶幾占滿了。
艾伯特在闆子旁放了一個綠色的彈珠。
“這叫做斜面，”他說。
“如果我在比較厚的這一端把彈珠放掉，你想會發生什麼事?” 蘇菲無可奈何地歎了口氣。
“我跟你賭十塊錢，它會一直滾到茶幾上，最後掉在地闆上。
” “我們試試看。
”．艾伯特放掉彈珠。
它果真像所說的那樣滾到茶幾上，然後啪一聲掉在地闆上，最後碰到了通往走廊的門檻。
“真了不起呀！”蘇菲說。
“可不是嘛]這就是伽利略所做的實驗。
” “他真的有那麼笨嗎?” “别急，他是想透過各種感官來觀察事物的原理。
我們現在隻不過剛開始而已。
請你先告訴我彈珠為何會沿着斜面滾下去?” “因為它有重量。
” “好，那麼請你告訴我重量是什麼。
” “這個問題問得太遜了。
” “如果你不能回答，它就不算遜。
到底彈珠為什麼會滾落到地闆上?” “因為重力的緣故。
” “答對了，你也可以說是地心引力。
重量與重力有關，而重力就是使得彈珠移動的那個力量。
” 此時艾伯特已經把彈珠從地闆上撿起來了。
他再度俯身站在那塊斜面上方，手裡仍拿着彈珠。
“現在我要試着讓彈珠滾過斜面。
”他說。
“你注意看它怎樣移動。
” 他把腰彎得更低，瞄準目标，試着讓彈珠滾過斜面。
蘇菲看到彈珠逐漸沿着坡面斜斜的滾了下來。
“發生了什麼事?”艾伯特問。
“它斜斜地滾，因為闆子有坡度。
” “現在我要在彈珠上塗墨汁……然後我們就可以看看到底你所謂的‘斜斜地滾’是什麼意思。
” 他找出一隻墨水刷，把整個彈珠塗黑，然後再度使它滾動。
這次蘇菲很明顯看到彈珠在斜面上滾動的路徑，因為它滾過之處留下了一條黑線。
“現在你可不可以描述一下彈珠移動的路線?” “是弧形的……看起來好像是一個圓圈的一部分。
” “一點也沒錯。
” 艾伯特擡頭看着蘇菲，眉毛擡得高高的。
“不過那并不完全是圓形。
這種圖案叫做抛物線。
” “哦?” “嗯。
可是彈珠為什麼會這樣滾動呢?” 蘇菲用心地想了一下，然後說；“因為闆于有坡度，所以彈珠被重力拉往地闆的方向。
” “對了!這豈不是太讓人興奮了嗎?我随便拉了一個小女孩到我的閣樓來，做一個實驗，她就可以領悟到伽利略所發現的原理!” 他拍拍手。
有一陣子，蘇菲很擔心他已經瘋了。
他繼續說：“你剛才看到的是兩種力量同時作用在一個物體上時所産生的效果。
伽利略發現這個原理同樣也适用在 炮彈等的物體上。
炮彈被推入空中後在一段時間内會繼續飛行，但遲早會被牽引到地面上，所以它會形成像彈珠滾過斜面一樣的軌線，這是伽利略那個時代的新發 現。
亞理斯多德認為一個斜斜向空中抛出的抛射體會先呈微微的弧形，然後垂直地向地面降落。
但實際情況并非如此。
不過沒有人知道亞理斯多德的錯誤，除非用實驗來證明。
” “這個定律有什麼重要性嗎?” “當然!孩子，這件事意義非凡，而且肯定是人類史上最重要的一項科學發現。
” “為什麼呢?” 牛頓“後來，在一六四二到一七二七年間，有一個名叫牛頓(IsaacNewton)的英國物理學家，他是将太陽系與星球軌道描述得最完整的一個科學家。
他不但能說出各星球如何繞太陽運轉，而且可以解釋它們為何會如此運轉。
其中一部分原因就是因為他參考了我們所稱的‘伽利略動力學’。
” “那些星球是不是就像滾過斜面的彈珠一樣?” “是的，有點像。
不過不要急，蘇菲。
” “急也沒有用，是不是?” “克蔔勒曾經指出，各星球之間一定有某種力量使它們相互吸引。
舉例來說，太陽一定有某種力量使得太陽系内的各星球都固定在軌道上繞着它運轉，這也是為何那些星球在離太陽愈遠的地方移動得愈慢的緣故。
克蔔勒并且相信潮汐的漲落一定是受到月亮引力的影響。
” “的确是這樣，不是嗎?” “沒錯，是這樣。
不過伽利略反對這種說法。
他嘲笑克蔔勒，說他居然贊同‘月亮掌管海洋河流’的說法。
這是因為伽利略不相信别重力能夠在很遠的距離外或各星球之間發揮作用。
” “這回他可錯了。
” “嗯。
在這一點上他是錯了。
這事說來也滿奇怪的，因為伽利略一直專心研究地球引力與落體的原理。
他甚至發現在引力增強時物體的移動會如何受到影響。
” “你剛才不是已經開始談到牛頓了嗎?” “是的。
然後牛頓出現了。
他提出我們所謂的‘萬有引力定律’，就是說宇宙間兩個物體相互吸引的力量随物體的大小而遞I增，并随兩物體之間的距離而遞減。
” “我懂了。
例如，兩隻大象之間的引力要比兩隻老鼠之間的引；力要大。
而同樣一座動物園内的兩隻大象之間的引力，又比在印度的一隻印度象與在非洲的一隻非洲象兩者之間的引力要大。
” “沒錯，你的确懂了。
現在我們要談到最重要的一點。
牛頓證明這種引力是存在于宇宙各處的。
也就是說，它在宇宙每個地方都發生作用，包括太空中的各個星球 之間。
據說他是坐在一棵蘋果樹下悟出這個道理的。
當時他看到一個蘋果從樹上掉下來，他便問自己：月球是否同樣也受到地球力量的牽引，才會恒久繞着地球旋 轉?” “聰明。
不過也不算真的很聰明。
” “為什麼呢?” “這個嘛……如果月球是受到促使蘋果落地的同樣一種引力的影響
” “世界真有這麼簡單就好了！” “然而，在一五四三年，有一本名叫《天體運行論》(OntheRevolutionsOFtheCelestialSpheres)的小書出版了。
作者 是波蘭天文學家哥白尼(NicolausCopernicus)。
他在這本書出版當天就去世了。
哥白尼在書中宣稱，太陽并未繞地球運行，而是地球繞太陽運 行。
他根據觀察各星球的心得，認為這種可能性很高。
他說，人們之所以相信太陽繞着地球轉，是因為地球繞着自己的軸心轉的緣故。
他指出，如果我們假設地球和 其他星球都繞着太陽轉，則我們所看到的天體運轉現象将會變得容易理解得多。
我們稱這種觀念為‘以太陽為中心的世界觀’，也就是相信萬物以太陽為中心的意 思。
” “這個世界觀應該是正确的啰?” “也不全然。
哥白尼的主要論點—一地球圍繞着太陽轉——當然是正确的。
不過他宣稱太陽是宇 宙中心的說法可就錯了。
我們現在已經知道太陽系隻是宇宙中無數個星系之一。
宇宙中共有數十億個銀河系，圍繞太陽的星系隻是其中之一罷了。
哥白尼并且相信地 球和其他星球都在圓形的軌道上運轉。
” “難道不是嗎?” “不。
他之所以相信軌道是圓形的，隻是根據‘天體是圓形的，且繞着圈圈 轉’這個古老的觀念。
自從柏拉圖的時代以來，球體與圓形就被認為是最完美的幾何圖形。
但在十七世紀初期，德國天文學家克蔔勒 (JohannesKepler)發表了他廣泛觀察的結果，顯示各星球實際上是以太陽為中心，繞着橢圓形的軌道運轉。
他并且指出，一個星球在軌道上愈接近 太陽的地方，運轉的速度愈快，離太陽愈遠則愈慢。
在此之前從來沒有人明白提出‘地球隻是衆多行星之一’的說法。
克蔔勒同時強調宇宙每個地方都适用同樣的物 理法則。
” “他怎麼知道呢?” 伽利略“因為他用自己的感官來觀察、研究星球運轉的現象，而不盲目地接受古代的迷信。
大約與克蔔勒 同一時代的還有一位意大利科學家伽利略。
他也用天文望遠鏡來觀察天體的運轉。
他在研究月球的表面後，宣稱月球像地球一樣有高山、有深谷。
更重要的是，他發 現木星有四個衛星。
因此地球并非唯一擁有衛星的星球。
然而，伽利略最偉大的成就還是他首度提出所謂的(‘慣性定律’。
” “那是什麼意思?” “伽利略的說法是：‘如果沒有外力強迫一個物體改變它所處的狀态，則這個物體将會一直維持它原來靜止或移動的狀态。
” “這誰都知道呀!” “但這個觀察很有意義。
自從古代以來，反對‘地球繞着自己的軸心轉’這個說法的人士所持的主要理由之一就是：地球果真繞着自己的軸心轉的話，則它的速度會很快，以至于當你垂直丢一塊石頭到空中時，它會掉落在好幾碼之外。
” “那這種現象為什麼不會發生呢?” “如果你坐在火車裡，把一個蘋果丢在地上。
蘋果并不會因為火車正在移動而向後掉落，而是垂直落地。
這是由于(‘慣性定律’作用所緻。
蘋果維持在你将它丢下以前同樣的速度。
” “我懂了。
” “伽利略的時代并沒有火車。
不過如果一個人一直向前運球一旦突然放手後……” “……球會一直滾動……” “……因為在你放手後球仍然維持原來的速度“不過它最後還是會停下來，如果房間夠大的話。
” “那是因為有其他外力迫使它停下來。
第一種力來自于地闆，尤其是那種粗糙不平的木頭地闆。
然後則是重力。
在重力的作用下，球遲早會停下來，不過，請等一下，我先讓你看一樣東西。
” 艾伯特站起身來，走到那張古老的書桌前。
他從抽屜裡拿出一樣東西，走回原來的地方，并把那樣東西放在茶幾上。
那是一塊木頭闆子，一端有三、四公分厚，另一端則極薄，整張闆子幾乎就把茶幾占滿了。
艾伯特在闆子旁放了一個綠色的彈珠。
“這叫做斜面，”他說。
“如果我在比較厚的這一端把彈珠放掉，你想會發生什麼事?” 蘇菲無可奈何地歎了口氣。
“我跟你賭十塊錢，它會一直滾到茶幾上，最後掉在地闆上。
” “我們試試看。
”．艾伯特放掉彈珠。
它果真像所說的那樣滾到茶幾上，然後啪一聲掉在地闆上，最後碰到了通往走廊的門檻。
“真了不起呀！”蘇菲說。
“可不是嘛]這就是伽利略所做的實驗。
” “他真的有那麼笨嗎?” “别急，他是想透過各種感官來觀察事物的原理。
我們現在隻不過剛開始而已。
請你先告訴我彈珠為何會沿着斜面滾下去?” “因為它有重量。
” “好，那麼請你告訴我重量是什麼。
” “這個問題問得太遜了。
” “如果你不能回答，它就不算遜。
到底彈珠為什麼會滾落到地闆上?” “因為重力的緣故。
” “答對了，你也可以說是地心引力。
重量與重力有關，而重力就是使得彈珠移動的那個力量。
” 此時艾伯特已經把彈珠從地闆上撿起來了。
他再度俯身站在那塊斜面上方，手裡仍拿着彈珠。
“現在我要試着讓彈珠滾過斜面。
”他說。
“你注意看它怎樣移動。
” 他把腰彎得更低，瞄準目标，試着讓彈珠滾過斜面。
蘇菲看到彈珠逐漸沿着坡面斜斜的滾了下來。
“發生了什麼事?”艾伯特問。
“它斜斜地滾，因為闆子有坡度。
” “現在我要在彈珠上塗墨汁……然後我們就可以看看到底你所謂的‘斜斜地滾’是什麼意思。
” 他找出一隻墨水刷，把整個彈珠塗黑，然後再度使它滾動。
這次蘇菲很明顯看到彈珠在斜面上滾動的路徑，因為它滾過之處留下了一條黑線。
“現在你可不可以描述一下彈珠移動的路線?” “是弧形的……看起來好像是一個圓圈的一部分。
” “一點也沒錯。
” 艾伯特擡頭看着蘇菲，眉毛擡得高高的。
“不過那并不完全是圓形。
這種圖案叫做抛物線。
” “哦?” “嗯。
可是彈珠為什麼會這樣滾動呢?” 蘇菲用心地想了一下，然後說；“因為闆于有坡度，所以彈珠被重力拉往地闆的方向。
” “對了!這豈不是太讓人興奮了嗎?我随便拉了一個小女孩到我的閣樓來，做一個實驗，她就可以領悟到伽利略所發現的原理!” 他拍拍手。
有一陣子，蘇菲很擔心他已經瘋了。
他繼續說：“你剛才看到的是兩種力量同時作用在一個物體上時所産生的效果。
伽利略發現這個原理同樣也适用在 炮彈等的物體上。
炮彈被推入空中後在一段時間内會繼續飛行，但遲早會被牽引到地面上，所以它會形成像彈珠滾過斜面一樣的軌線，這是伽利略那個時代的新發 現。
亞理斯多德認為一個斜斜向空中抛出的抛射體會先呈微微的弧形，然後垂直地向地面降落。
但實際情況并非如此。
不過沒有人知道亞理斯多德的錯誤，除非用實驗來證明。
” “這個定律有什麼重要性嗎?” “當然!孩子，這件事意義非凡，而且肯定是人類史上最重要的一項科學發現。
” “為什麼呢?” 牛頓“後來，在一六四二到一七二七年間，有一個名叫牛頓(IsaacNewton)的英國物理學家，他是将太陽系與星球軌道描述得最完整的一個科學家。
他不但能說出各星球如何繞太陽運轉，而且可以解釋它們為何會如此運轉。
其中一部分原因就是因為他參考了我們所稱的‘伽利略動力學’。
” “那些星球是不是就像滾過斜面的彈珠一樣?” “是的，有點像。
不過不要急，蘇菲。
” “急也沒有用，是不是?” “克蔔勒曾經指出，各星球之間一定有某種力量使它們相互吸引。
舉例來說，太陽一定有某種力量使得太陽系内的各星球都固定在軌道上繞着它運轉，這也是為何那些星球在離太陽愈遠的地方移動得愈慢的緣故。
克蔔勒并且相信潮汐的漲落一定是受到月亮引力的影響。
” “的确是這樣，不是嗎?” “沒錯，是這樣。
不過伽利略反對這種說法。
他嘲笑克蔔勒，說他居然贊同‘月亮掌管海洋河流’的說法。
這是因為伽利略不相信别重力能夠在很遠的距離外或各星球之間發揮作用。
” “這回他可錯了。
” “嗯。
在這一點上他是錯了。
這事說來也滿奇怪的，因為伽利略一直專心研究地球引力與落體的原理。
他甚至發現在引力增強時物體的移動會如何受到影響。
” “你剛才不是已經開始談到牛頓了嗎?” “是的。
然後牛頓出現了。
他提出我們所謂的‘萬有引力定律’，就是說宇宙間兩個物體相互吸引的力量随物體的大小而遞I增，并随兩物體之間的距離而遞減。
” “我懂了。
例如，兩隻大象之間的引力要比兩隻老鼠之間的引；力要大。
而同樣一座動物園内的兩隻大象之間的引力，又比在印度的一隻印度象與在非洲的一隻非洲象兩者之間的引力要大。
” “沒錯，你的确懂了。
現在我們要談到最重要的一點。
牛頓證明這種引力是存在于宇宙各處的。
也就是說，它在宇宙每個地方都發生作用，包括太空中的各個星球 之間。
據說他是坐在一棵蘋果樹下悟出這個道理的。
當時他看到一個蘋果從樹上掉下來，他便問自己：月球是否同樣也受到地球力量的牽引，才會恒久繞着地球旋 轉?” “聰明。
不過也不算真的很聰明。
” “為什麼呢?” “這個嘛……如果月球是受到促使蘋果落地的同樣一種引力的影響