文艺复兴 (第6/8页)

  “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。”艾伯特放掉弹珠。它果真像所说的那样滚到茶几上，然后啪一声掉在地板上，最后碰到了通往走廊的门槛。

    “真了不起呀！”苏菲说。

    “可不是嘛！这就是伽利略所做的实验。”

    “他真的有那么笨吗？”

    “别急，他是想透过各种感官来观察事物的原理。我们现在只不过刚开始而已。请你先告诉我弹珠为何会沿着斜面滚下去？”

    “因为它有重量。”

    “好，那么请你告诉我重量是什么。”

    “这个问题问得太逊了。”

    “如果你不能回答，它就不算逊。到底弹珠为什么会滚落到地板上？”

    “因为重力的缘故。”

    “答对了，你也可以说是地心引力。重量与重力有关，而重力就是使得弹珠移动的那个力量。”

    此时艾伯特已经把弹珠从地板上捡起来了。他再度俯身站在那块斜面上方，手里仍拿着弹珠。

    “现在我要试着让弹珠滚过斜面。”他说。“你注意看它怎样移动。”

    他把腰弯得更低，瞄准目标，试着让弹珠滚过斜面。苏菲看到弹珠逐渐沿着坡面斜斜的滚了下来。

    “发生了什么事？”艾伯特问。

    “它斜斜地滚，因为板子有坡度。”

    “现在我要在弹珠上涂墨汁…然后我们就可以看看到底你所谓的‘斜斜地滚’是什么意思。”

    他找出一只墨水刷，把整个弹珠涂黑，然后再度使它滚动。这次苏菲很明显看到弹珠在斜面上滚动的路径，因为它滚过之处留下了一条黑线。

    “现在你可不可以描述一下弹珠移动的路线？”

    “是弧形的…看起来好像是一个圆圈的一部分。”

    “一点也没错。”

    艾伯特抬头看着苏菲，眉毛抬得高高的。

    “不过那并不完全是圆形。这种图案叫做抛物线。”

    “哦？”“嗯。可是弹珠为什么会这样滚动呢？”

    苏菲用心地想了一下，然后说；“因为板子有坡度，所以弹珠被重力拉往地板的方向。”

    “对了！这岂不是太让人兴奋了吗？我随便拉了一个小女孩到我的阁楼来，做一个实验，她就可以领悟到伽利略所发现的原理！”

    他拍拍手。有一阵子，苏菲很担心他已经疯了。他继续说：“你刚才看到的是两种力量同时作用在一个物体上时所产生的效果。伽利略发现这个原理同样也适用在炮弹等的物体上。炮弹被推入空中后在一段时间内会继续飞行，但迟早会被牵引到地面上，所以它会形成像弹珠滚过斜面一样的轨线，这是伽利略那个时代的新发现。亚理斯多德认为一个斜斜向空中抛出的抛射体会先呈微微的弧形，然后垂直地向地面降落。但实际情况并非如此。不过没有人知道亚理斯多德的错误，除非用实验来证明。”

    “这个定律有什么重要性吗？”

    “当然！孩子，这件事意义非凡，而且肯定是人类史上最重要的一项科学发现。”

    “为什么呢？”

    牛顿