伽利略死不瞑目

根據幾年前的 一個調查 ,美國人仍有大約五分一相信太陽環繞地球運轉;你可能會認為這五分一人一定是些沒受過教育的土包子,可是,昨天我在哲學導論講伽利略的一個思想實驗(thought experiment)時,便見證了美國大學生科學常識之貧乏。

我先問學生一個簡單的問題:「如果兩件重量分別很大的物體從高處同時被擲下,較重的那件是不是會先著地?」竟有一半學生答「是」。如果這一半的學生中有些補充說「因為空氣的阻力減慢了較輕的那件物體下墜的速度」,我也不會這麼失望,可是,一個也沒有 --- 「較重的物體下墜較快」,這是他們的「常識」,就是這麼簡單,他們不知道這個看法在幾百年前已被推翻了。假如伽利略知道到現在仍有這麼多人接受那個錯誤的看法,可能死不瞑目!

在解釋伽利略的理論前,我給學生看了一個有趣的短片:




有些學生在看到片中最後一個實驗的結果時,表現出驚訝。在這個實驗裏,一輛汽車和一個車胎從高處同時被擲下,兩者重量懸殊,卻同時著地。

其實,伽利略沒有做過類似的實驗,他提出的只是一個思想實驗。亞里士多德認為較重的物體下墜較快,伽利略指出只要我們想像一個情況,便知道這理論一定是錯的:將一件重的物體A和一件輕的物體B用繩子連在一起(繩子的一端是A,另一端是B),成為物體C,然後將C從高處擲下;C下墜的速度會比A快還是慢?

根據亞里士多德的理論,答案似乎很簡單:C比A重,自然比A下墜得較快。然而,伽利略指出這同一個理論也支持相反的答案:B比A下墜得較慢,現在將A和B連在一起(而形成C),A和B便有互動作用,令A下墜的速度被B拉慢了一點,因此,C(即A加B)下墜的速度會比A慢。同一理論支持兩個相反的結論,那還會是一個可接受的理論嗎?

假如我沒有放那個短片,相信有不少學生仍是不服伽利略的說法!