惯性概念的认识及其影响

惯性概念的认识及其影响一、惯性概念的肇始和牛顿的综合惯性一般是指物体不受外力作用时，保持其原有运动状态的属性。人们对于惯性这一认识有赖于惯性定律的建立，而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运动状

惯性概念的认识及其影响 一、惯性概念的肇始和牛顿的综合 惯性一般是指物体不受外力作用时，保持其原有运动状态的属性。人们对于惯性这 一认识有赖于惯性定律的建立，而它则依赖于对于力的认识以及区分运动状态和运 动状态改变的认识，这一点在人类认识发展史上经历了漫长的岁月。 在人类思想史上，两千多年前希腊的哲学家亚里士多德的学说无疑地起过广泛的影 响，然而他关于物理学的论述，许多都是错误的。他把物体的运动分为自然运动和 强制运动。他认为圆周是完善的几何图形，圆周运动对于所有星体都是天然的，因 而是自然运动；另外，地球上的物体都具有其天然位置，重物趋于向下，轻物趋于 向上，如果没有其他物体阻碍，物体力图回到天然位置的运动也是自然运动；其他 所有形式的运动则都是强制运动。他还进而指出，关于物体的强制运动，只有在外 力的不断作用下才能发生；当外力的作用停止时，运动也立即停止。从这里可以看 出亚里士多德肯定了两点：一，自然运动不涉及曳力的问题，只有强制运动才存在 力的问题； 二、力是物体强制运动的原因。从今天来看，这显然是错误的，然而它束缚了人们 近两千年。 从这种把物体的运动归结为外力作用的观念，可以提取出静止物体具有惯性的概 念。开普勒在他1609年发表的著作《新天文学》和1619年发表的著作《宇宙谐 和论》中写道；“天体有留在天空中任何地方的性质，除非它被拖曳着。”“如果天 体不赋有类似于重量的惯性，要使它运动就不需要力，最小的动力就足以使它有无 限的速度，但由于天体公转需要用一定的时间，有的长些，有的短些，因此非常明 显，物质必须具有能说明这些差别的惯性。”“惯性，或对运动的阻力是物质的一 种特性，在给定的体积中，物质的量愈多，惯性愈强。”这大概是关于物体惯性的 最早陈述。可以看出开普勒所说的惯性是指静止物体的惯性，甚至他已经认识到物 体的惯性与它的质量有关，然而他显然受到亚里士多德思想的束缚，不可能思考运 动物体是否具有惯性的问题。 伽利略开创了实验和理性思维相结合的近代物理研究方法，并用于研究物体的运 动。他对于亚里士多德关于物体运动的粗糙的日常观察、抽象的猜测玄想和想当然 的思辨推理十分不满，他通过科学实验和科学推理得到许多正确的结果，总结在他 的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（1632年）和《关于力学和 运动两门新科学的对话。（1638年）中，其中一个重要的结果如下。假设沿斜面 ab落下的物体，以b点得到的速度沿另一斜面bc向上运动，则物体不受bc倾斜 的影响仍将达到与a点相同的高度，只是需要的时间不同；当第二个斜面变成既不 上升，亦不下降的水平面时，物体将一直以已获得的速度永远向前运动。伽利略的 思想无疑地比他的前辈前进了一大步，他认识到不受其他物体的作用，物体可以永 恒地运动，这已经很接近惯性定律，但是伽利略还没有摆脱亚里士多德的影响，他 所说的水平面是和地球同心的球面，也就是说，那种不受其他物体作用的物体的永 恒运动是圆周运动，因此我们还不能说伽略发现了惯 [1][2][3][4][5][6]