◎ 楊津濤

『兩個鐵球』實驗不存在？

◎ 楊津濤

從小學(xué)語文課文《兩個鐵球同時著地》中，無數(shù)學(xué)子記住了伽利略，知道他為駁倒亞里士多德的經(jīng)典理論做了著名的“比薩斜塔鐵球?qū)嶒灐?。但這個實驗其實并不存在。

“比薩斜塔鐵球?qū)嶒灐钡墓适率窃诿駠鴷r期由國外傳入的。由于故事流傳已久，不同圖書中提到的細(xì)節(jié)各有不同，但都包含“伽利略在比薩斜塔上做公開實驗”“他把兩個重量不同的物體同時扔下”“眾人圍觀”等要素。

然而，近現(xiàn)代研究者們翻遍當(dāng)時的各種檔案，也沒有找到任何相關(guān)記述。如果這個實驗確實如《兩個鐵球同時著地》所說，曾引起很大轟動的話，不可能一點兒記錄都沒留下。1909年，一位德國學(xué)者率先表示質(zhì)疑：“伽利略從未在比薩時的著作中寫過這件事，在后來的著作中也未提到?！?935年，一位美國學(xué)者在《亞里士多德、伽利略和比薩斜塔》一書中更是大量舉證，證明伽利略沒有做過“比薩斜塔鐵球?qū)嶒灐薄?/p>

現(xiàn)在科學(xué)史學(xué)者基本證實，當(dāng)初伽利略在反駁亞里士多德“物體下落速度和其重量成正比”這一觀點時，使用的是“思想實驗”，即通過計算和推演，證明按照亞里士多德的理論會產(chǎn)生兩種自相矛盾的結(jié)論，所以該理論不能成立，而非實際動手實驗。

那“比薩斜塔實驗”的說法從何而來的呢？這一說法最早見于伽利略門徒維維亞尼于1654年所著的《伽利略傳》。但是如果真如維維亞尼所言，該實驗是“當(dāng)著其他許多大學(xué)講師、哲學(xué)家及全體科學(xué)家的面，從比薩塔頂反復(fù)做實驗加以證明”，是不可能找不到任何記載的。所以，維維亞尼可能是出于美化老師的目的，編寫了這個故事；也可能是按照伽利略手稿中有關(guān)“塔”的一些落體實驗夸大而成；還可能是將荷蘭人西蒙·斯臺文在1587年做的落體實驗誤安在了伽利略頭上。

西蒙·斯臺文做過鐵球?qū)嶒灪?，在書中描述了自己的做法：“讓我們拿兩只鉛球，其中一只比另一只重十倍，把它們從30英尺的高度同時丟下來，落在一塊木板或者什么可以發(fā)出清浙響聲的東西上面，那么，我們會看出輕鉛球并不需要比重鉛球十倍的時間，而是同時落到木板，因此它們發(fā)出的聲音聽上去就像是一個聲音一樣?！?/p>

這和傳說中伽利略的“比薩斜塔實驗”何其相似。為了突出老師的形象，維維亞尼很有可能將西蒙·斯臺文的實驗當(dāng)成了老師伽利略的成就。霍金在《時間簡史》中也否定了“比薩斜塔實驗”的真實性。近年來，一些相對專業(yè)的書籍也逐漸糾正舊說，指出“伽利略并沒有在比薩斜塔上做過傳說的那個著名的判決性實驗”。

不過，沒有做“比薩斜塔實驗”也絲毫無損于伽利略的偉大。伽利略在那個時代通過科學(xué)的推理方法正確總結(jié)出了自由落體運動的規(guī)律，正如愛因斯坦所說，這是“人類認(rèn)識史最偉大的成就之一，而且標(biāo)志著物理學(xué)的真正開始”。

編 輯/安 楠