铁球落地实验不能推翻亚里士多德,科普作家曹天元抖音导读《物理学》
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铁球落地实验不能推翻亚里士多德,科普作家曹天元抖音导读《物理学》

16世纪末,“两个铁球同时着地”的物理实验,让伽利略成为人们心中的科学明星;其反驳的亚里士多德物理学则被贴上了“保守”“落后”的标签。真的是这样吗?9月24日,著名科普作家曹天元做客《高山科学经典》抖音直播间,通过导读亚里士多德著作《物理学》,介绍了亚里士多德构建的物理学体系,并探讨了科学进步的规律。

曹天元是著名科普作家,中学毕业之后赴美国和中国香港读书,主攻的专业为生物化学;其畅销科普书《上帝掷骰子吗》被称为“中国版的《时间简史》”。

在此次《高山科学经典》抖音直播间导读中,曹天元介绍,《物理学》一书的英文名为《Physics》,就是现代“物理学”的意思。但其原名为“Phusike akroasis”,意思是“关于自然的课程”,后演变为现代物理学。《物理学》一书所讲的并非现代严格意义上的物理,更多的是对自然哲学性的探索。

该书作者亚里士多德出生于公元前384年,是柏拉图的学生,也是亚历山大大帝的老师。有后世学者统计亚里士多德一生曾写了150本书,内容涵盖逻辑学、物理、天文、生物、心理学、伦理学、政治学、修辞学等,因此他又被称为古希腊集大成式、百科全书式的学者。

曹天元补充,亚里士多德存世作品有46种,但经考证有十几本被认为是后世伪作,还有一部分是其领导的“逍遥学派”所创作。《物理学》一书公认是亚里士多德的学生根据其讲课内容所作,类似我国的《论语》,代表了亚里士多德本人的思想。

曹天元向抖音直播间的网友介绍,《物理学》一书中,亚里士多德所关心的并非自然界中具体的、细节的知识,而是其普遍的哲学性的基本性质。例如一个运动的物体,亚里士多德关心的并非是其什么时候运动到什么位置,而是什么是运动?世界上的东西为什么会动等。

亚里士多德在书中构建了一套严谨又自洽的物理体系。他把自然界归结为上升的火、气与下降的水、土,以及地球之外的以太五大元素。正是由于土和水有下降的属性,所以地球是一个球体,且是宇宙的中心,以太中的群星则围绕地球做匀速圆周运动。这套物理体系相互关联,牵一发而动全身,所以难以撼动。

直到近2000年后著名的“两个铁球同时着地”实验。在伽利略面前,亚里士多德成了被推翻的“反面教材”,然而真的是这样吗?曹天元指出,亚里士德多并未说过“越重的物体掉落越快”,根据《物理学》第四章内容,原意为“运动物体的速度与‘动势’成正比,与阻力成反比”。其中的“动势”并非指质量,是由物质的“火、气、水、土”等构成元素决定的;且亚里士多德对速度的判断,考虑到了阻力的作用,铁球落地实验则几乎忽略了阻力。所以曹天元认为“伽利略对亚里士德多的反驳是不成立的”“大部分科学史家怀疑伽利略并未做这个实验”。

曹天元总结,很难通过某个实验推翻一套完整的科学体系。他引用了科学史家托马斯库恩“范式革命”的观点,即“科学的革命并非简单的正确推翻错误,而是更好的理论取代了旧的范式”,牛顿力学之于亚里士多德、相对论之于牛顿力学都是如此。他引用了当代著名物理学家卡洛·罗威利的观点——“亚里士多德的物理学是反直觉的,是基于观察的,是(在其有效范围内)正确的,与牛顿物理学(在其有效范围内)的正确是相同的。”

此次抖音直播间导读还设有讨论环节,由清华大学哲学系水木学者博士后刘任翔担任嘉宾主持,高山书院校董会主席、清华大学科学史系系主任吴国盛共同参与了讨论。三人还就亚里士多德时代的古希腊,之后的科学发展脉络,亚里士多的逻辑与理性,后世百科全书级学者等话题展开了讨论。

据了解,《高山科学经典》致力于邀请100位知名学者来做导读者、200位知名人士做嘉宾,共同解析科学名著,引领大众科学地阅读,增长对科学的兴趣,提升科学文化素养,让科学融入现代人的生活方式。节目于每周六晚8:00播出,网友可关注抖音账号@高山科学经典 观看回放及预约。

近年来,越来越多高校教授、学者、院士走进抖音,向公众传播科学知识。本文提到的柏拉图、伽利略、牛顿、爱因斯坦等相关著作都曾在《高山科学经典》节目中做过导读。《2023抖音公开课学习数据报告》显示,抖音双一流大学公开课覆盖率增长至93.2%,一级学科覆盖率100%。共有400位教授、45位院士、4位诺奖得主在抖音传递知识。

除了导读经典,抖音科普直播还带领用户探索最前沿的知识。在不久前结束的诺贝尔奖颁奖季,抖音“知识前沿派对”邀请了曹则贤、李永乐、郭伟等14位科学家、专家、科普达人讲解诺奖知识,受到网友欢迎。据悉,抖音“知识前沿派对”活动于今年10月1日上线,将持续至明年1月1日,包含科学家直播对谈、关键科学热点及时解读、创作者科学内容投稿等,覆盖前沿科学、科技发展、科幻畅想等多个维度。

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