两个铁球同时着地中两个相反的结论指的是什么

Question

两个铁球同时着地 中两个相反的结论指的是什么

Answer 1

据说,1590年意大利伟大的科学家伽俐略,曾在斜塔上做过著名的自由落体运动实验.他使两个重量不等的铁球从塔顶垂直自由落下,结果同时着地,从而一举推翻了古希腊著名学者亚里士多德关于重量不同的物体,其下落的速度也不同的定理.由此,比萨斜塔更加名噪全球.
古希腊哲学家亚里士多德认为,重的物体比轻的物体下落的要快.这符合人们的常识,如玻璃弹子就比羽毛落得快.伽俐略认为：下落速度与重量无关,所有物体下落速度都相同.很多人反对这个观点,为了让人们相信,伽俐略跑到比萨斜塔上扔下两个不同重量的铁球,结果两个铁球同时着地,于是伽俐略胜利了.
这个故事很可能是没有根据的.首先,当时没有理想的计时工具,伽俐略发现摆的等时性时是用自己的脉搏记时的,可见当时科学仪器的缺乏.如果做这个实验,很难做到让两个球同时抛出,即使做到了同时抛出,落地时间也无法准确判断；其次,空气阻力会对球的下落产生影响,玻璃弹子比羽毛下落得快就是因为空气阻力对羽毛下落的影响较大.两个铁球受空气阻力影响,落地时间很可能不一样,实验结果对伽俐略不利.所以,在伽俐略本人留下的记录中,没有任何地方提到比萨斜塔实验.
实际上,伽俐略批评亚里士多德的理论是从逻辑推理开始的.他设想一个重物（如铁球）与一个轻物（如木球）同时下落,按亚里士多德的理论,当然是铁球落得快,木球落得慢.现在,试想把铁球与木球绑在一起,同时抛出,会发生什么情况呢?一方面,铁球和木球组成了一个比铁球更重的物体,应当下落的比铁球更快；另一方面,铁球下落被木球拖住,其速度应该介于铁球与木球之间.这样,从同一个理论推出了互相矛盾的两个结论,所以,亚里士多德的理论是值得怀疑的.正确结论应当是：下落速度与重量无关.
伽俐略这位真正的近代实验之父,近代实验科学的创造者,并不满足于逻辑推理,他要用实验来验证他的设想.但不是跑到比萨斜塔抛下两个铁球,而是在室内用精心设计的斜面做实验.他做了很多不同坡度的斜面,斜面尽可能光滑.然后在不同斜面上滚下各种重量的铜球,他发现,物体从斜面上滚下,作加速度运动.但只要斜面坡度不变,无论什么重量的铜球滚下,加速度都一样；加速度与重量无关,但与坡度有关,斜面越陡,加速度越大,斜面越平,则加速度越小.在极限情况下,斜面完全水平,加速度为零,物体若不受外力,他就应该永远沿直线作匀速运动,这实际上就是牛顿第一定律；如果斜面完全垂直,就相当于自由落体,这时加速度最大,但对无论什么重量的物体,加速度都一样.
伽俐略做比萨斜塔实验这一传闻来自伽俐略晚年的学生维维安尼,他在写伽俐略的传记中提到伽俐略曾做此实验.但历史学家考证,没有任何理由表明伽俐略做过这一实验.值得一提的是,1586年荷兰物理学家斯台文用两个大小不同重量比为1：10的铅球,让它们从高30英尺的高度落下,结果两者几乎同时落在地面的木板上,围观者可以听到两个铅球撞击木板时发出的声音.1612年,一位亚里士多德派的物理学家为了反驳伽俐略,真的在比萨斜塔做了一个实验,结果表明,相同的材料但重量不同的物体并不是在同一时刻到达地面.伽俐略在《两门新科学》中对此有一个辩护,意思是说,重量1：10的两个物体下落时只差一个很小的距离,可亚里士多德却说相差10倍.为什么忽视亚里士多德如此重大的失误却盯住我小小的误差不放呢?这也表明伽俐略没有做那个实验.