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物理学的进化(阿尔伯特·爱因斯坦)一 (5-1)

我们已经知道,这个惯性定律不能直接从实验得出,它只能根据思索和观察得出。理想实验无论什么时候都是不能实现的,但它使我们对实际的实验有深刻的理解。

在我们力图理解自然规律时,同样地,我们发现,一些最明显的直觉的解释往往也是错的。

人的思维创造出一直在改变的一个宇宙图景。伽利略对科学的贡献就在于毁灭直觉的观点而用新的观点来代替它。这就是伽利略的发现的重要意义。

但是立即又发生了对运动的新问题。假如速度不表征作用于物体上的外力,那么什么才是呢?伽利略发现了这个根本问题的答案,而牛顿又把这个问题答复得更为精确;它成了我们侦察中的另一个线索。

因此牛顿所作的经典力学是以力与速度改变之间的联系为基础,而不是以人们直觉所想的力与速度本身之间的联系为基础的。P7

但是单用一个数还不足以表示某些物理概念。认识到这一点是科学研究中的一大进步。P10

将运动加以破坏来寻求速度矢量的这个理想实验不能把它看得太认真。它只是帮助我们懂得应该把什么东西称为速度矢量,并使我们能在给定的地点和时间确定出速度矢量。P15

连接第一根矢量的末端与第二根矢量的末端的这根矢量表示作用力的方向。但是重要的是,两根速度矢量只能并必须是由“极短”的时间间隔来分隔。对“极近”、“极短”这一类词义作严格的分析是非常不容易的。就是这样的分析使牛顿和莱布尼兹发明了微积分。P17

如果他是机智的,他可以画出一些能解答他所观察到的一切事物的机构图来,但是他却永远不能完全肯定他的图像是唯一可以解释他所观察到的一切事物的图形。他永远不能把这幅图跟实在的机构加以比较,而且他甚至不能想象这种比较的可能性或有何意义。但是他完全相信:随着他的知识的日益增长,他的关于实在的图景也会愈来愈简单,并且它所能解释的感觉印象的范围也会愈来愈广。他也可以相信,知识有一个理想的极限,而人类的智力正在逐步接近这个极限。也就是这样,他可以把这个理想极限叫做客观真理。P23

我们说,速度与物体的质量有关,质量愈大,速度愈小。

因此我们至少在理论上能知道如何决定物体的质量,或者更确切地说,怎样决定一个质量比另一个质量大多少倍。我们以同样大小的力作用于两个静止的质量上,若发现第一个质量的速度三倍于第二个的速度,我们断定第一个质量比第二个小三倍。自然,这不是决定两个质量之比的一种很实用的方法。可是我们很可以想象,无论用这种方法或用惯性定律为基础的其他类似方法,这总是能做到的。

我们实际上是怎样决定质量的呢?当然,不是用上面所描写的那种方法。每个人都知道这个正确的答复。我们把物体放在天平上称一下就算决定了它的质量。

让我们把决定质量的这两种方法更仔细地讨论一下。

第一个实验跟重力,即地球的引力无关。小车在被推之后,就沿着绝对光滑的平面运动。重力使小车附着在平面上,它是不变的,因而在决定质量上是完全不起作用的。这种决定质量的方法和放在天平上称的方法是完全不同的。如果地球不吸引物体,即如果不存在重力的话,我们无论什么时候也不能使用天平。这两种决定质量的方法的差异在于:第一种方法与重力没有任何关系,而第二种则全靠重力的存在。

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