可以这么说:在牛顿伟大的力学体系还没有建造起来之前,整个的西方世界都是被亚里士多德的物理学所统治着的。
《物理学》在希腊语中为《自然讲学》,它是亚里士多德的一本被视为西方科学与哲学基础文献的著作,另外还有一部《论天》,这两部著作是有密切的联系的。
亚里士多德是古希腊历史上第一个从事广泛经验考察的人,尽管现在看来其中有不少谬误,他的理论权威性还是延续了有近两千年之久,他提供的物理理论一直到十七世纪晚期,都被作为大学的科目教授。
要理解亚里士多德的思想,就要了解当时的古希腊人的社会。在现代科学看来,动物的身体尤如一架非常精致的,具有异常复杂的物理和化学结构的机械。但在古希腊人看来,把无生命的运动同化在动物的运动里面更合乎自然。亚里士多德认为,这一特点揭示了物理学的普遍理论和基础。
在古希腊的社会里,每个人从小就被教导成把日月看作是要被尊敬的神明,当有人认为日月并不是神明的话,就会被认为是不敬神。阿那克萨哥拉的学说就是因此被如此控诉。当一个希腊哲学家不再将天体本身看作是神明的时候,他就会将它想像为一个像希腊人一样爱好秩序的,同时具有几何特性和具有特殊力量的推动者,一切运动的最终根源就是“意志”:在地上是人类与动植物的随心所欲,在天上则有至高无上的设计者永恒不变的意志。
在亚里士多德的著作里,物理学等同于自然学,但又不同于我们所认识的“自然”。亚里士德说,一件事物的“自然”就是它的目的,它就是为了这个目的而存在的。就像一棵橡子,它就是一棵“潜存”的橡树。
自然就是属于为了某种东西而“潜存”着将会起作用的那种原因。
那么自然是否就是那种没有目的只因必然而行动的结果?亚里士多德说那是不对的,因为事物是以固定的方式发生的,并且当一个系列完成的时候,则此前的一切步骤就都是为了这个目的。凡是“由于连续不断的运动,从一个内在的原则发源而达到某种完成”的东西就是“自然”的。
亚里士多德物理学理论主要有如下这些:
1,自然方位:每个元素都会处在相对于地心的不同位置,地心也是宇宙的中心。
2,重力/轻率:为保持相对位置,物体会受到向上或向下的力。
3,直线运动:受到力作用物体会做匀速直线运动。
4,速度与密度的关系:速度与介质的密度成反比。
5,真空不存在:物体在真空中的速度无穷快。
6,以太普遍存在:空间中所有点都充满这种物质。
7,无限宇宙:宇宙空间没有边界。
8,连续介质理论:原子间是真空的,因此物质不可能是原子构成的。
9,精质:地球上方的物体不是由地球物质形成的。
10,永恒宇宙:太阳/行星都是正球体,并且不会改变。
11,圆周运动:行星沿正圆形轨道运行。
亚里士多德认为,组成地球的元素与组成宇宙的元素不同。组成地球的是:土、气、水及火。组成天堂或宇宙中的物质是被无质量且永恒的第五种元素“以太”构成。 动力是由组成物体的物质所拥有的特性和本质决定。
对于时间的定义可以是记数运动。亚里士多德认为,可以把时间想成许多时日或岁月,他说有些事物就其并不存在于时间之内的意义而言,则它们是永恒的。而运动是永恒的,因为没有运动就没有时间。这就和后来的基督教学说有了区别,因为根据圣经所说,宇宙是有一个开始。
关于《论天》这部著作里写到地球是圆的,位于宇宙的中心,自月亮而上的一切东西都是不生不灭的。在月亮以下的一切东西都是由土,水,气,火四种元素组成。第五元素以太构成天体。地上的元素都是直线运动,第五元素则是圆运动。地上的元素不是永恒的,而是彼此互相产生出来的。而天体的运动则是永恒不毁的。
亚里士多德理论的权威性延续了近两千年,它为早期提供了一些物理理论。一直到十七世纪晚期或十八世纪初,当伽利略、牛顿以及其他人出现后,才逐渐的认识到亚里士多德物理学的谬误和不科学性。第一个发现亚里士多德理论缪斯误的是伽利略,他使用自己发明的望远镜观察到月球表面并不是完全平整的,而是布满了陨石坑以及山脉,这与亚里士多德月球是永恒的绝对的平整的观点产生了冲突。而牛顿的运动第一定律则说,如果每个物体已经是在运动着的,则当其身不受外力作用时,就将沿着直线做运动。因此就需要有外部的原因。并不是用以说明运动而是用以说明运动的变化,无论是速度的变化,还是方向的变化。
我们站在现代科技社会发展的角度来看亚里士多德的理论,必定存在着大量的谬误,但是这不能否认他的著作为之后的每个时代都提供了知识的养料,人类文明的发展,就是在不断的学习和批判前人留下来的思想和文化,后来者也正是站在他们的肩膀上,才能继续不断的寻求真理。
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