从美国教材的一道习题看对亚里士多德的介绍

吴景亮

（浙江省安吉县昌硕高级中学，浙江 湖州 313300）

《亚里士多德》（西方百科全书），是10卷本的亚里士多德全集.其《物理卷》讨论了物理学的众多基本概念，例如时间与空间，有限与无限，运动和静止，可以说此后的力学发展都是以其为蓝图展开的.但是，由于年代久远，对于其物理思想的介绍，也见争议不断，更有断章取义者，混淆视听.本文介绍亚里士多德关于轻重物体下落快慢的一些认识，并结合美国教材的一道习题来看如何介绍这位伟大的哲学家.

关于落体运动的分析在《物理卷》第4章第7、8、9节.本章主要讨论空间和虚空的问题，其中第7节为虚空的含义，第8节为没有和物体分离的虚空，第9节为没有物体里的虚空，关于落体运动的原文摘抄如下：

运动的快慢有两个原因：（1）运动通过的介质不同，（2）运动物体自身轻重程度不同，如果运动的其他条件相同的话.

（1）介质造成运动速度的差异是因为它对运动物体的妨碍作用，如果它作相反方向的运动妨碍作用最大，静止时的妨碍作用次之；另外，不易分开的介质，即比较致密的事物，阻碍作用也较大.……因此，假设速度比等于空气和水的密度比，即水的密度是空气的两倍，那么时间的比也是两倍.介质的可见程度越差，阻力越小，运动的速度越快.但没有一个比例可以表示虚空被物体超越的程度，……总的说来，运动对运动都是有比例的，但空对实是没有比例的.（注：由此亚里士多德推出它将以超过所有比例的速度通过虚空，这是不可能的）

（2）运动速度受到运动物体本身差异的影响.我们看到有较大动势——重的向下，轻的向上——的物体（假设结构上的其他方面相同）通过同一距离的速度也较大，并且速度的比等于这些物体量的比.因此他们也将以同样的速度比通过虚空.但这是不行的.因为，为什么一物体要比另一物体运动得快些呢？在实的空间里情况必然如此，因为力较大的物体分开介质的速度也较快.因为物体破开介质前进的速度若非取决于形状，就是取决于自然运动物体或被抛扔物体所具有的动势.因此在没有介质的虚空里一切物体就会以同样的速度运动了.但这是不可能的.

此段即为亚里士多德的结论，定量结论是错误的，但定性分析是正确的.

关于推翻亚里士多德重的物体下落快，轻的物体下落慢的论述有两个：

第一个是比萨斜塔的实验，但此实验历史上根本没有记录，应为他人杜撰，所以比较严谨的教材已经不再介绍.

第二个是伽利略的理想实验，将轻重不同的两个球连在一起，会得出悖论.但如此简单的逻辑悖论，作为逻辑学的开山鼻祖怎会不知！亚里士多德的结论是大小相同的两个球，重的比轻的先落地，现在将两个球绑后作为一个整体，但这个整体的形状已经改变，如何比较？又如何能推翻亚里士多德的论述呢？显然伽利略的批评是错误的.

其实细细分析，两位大师的推理都是正确的，前提不同罢了.亚里士多德的论述前提是物体在空气中或其他介质中，现代理论已经证明，有空气阻力情况下，形状相同的两个物体重的先落地.而伽利略的推理前提是物体在真空中，当然轻重两球同时落地.所以问题的关键在于对真空的认可上.这一点从其书中所处的位置也能明显看出来，亚里士多德将此段论述作为证明虚空不存在的理由放在第8章，其思想前提已经非常清楚了.亚里士多德的年代，由于技术粗糙，人们还无法得到真空，所以他做出了“自然界厌恶真空”的论断，实在是怪不得他.而到了伽利略的时代，人们的技术水平已经大大提高，人们已经有足够的经验了解真空是可以存在的，从而顺利地帮助伽利略排除了空气阻力的干扰.

下面来看美国高中教材《科学发现者》第1章测评第61题对亚里士多德思想的介绍：

亚里士多德说过，自由落体的速度与其下降时通过的介质的密度成反比.

（a）按照亚里士多德的说法，一块岩石在水中的下落速度快，还是在空气中的下落速度快？

（b）一块岩石在真空中下落的速度为多快？从这点出发，说明亚里士多德认为根本不存在真空的原因.

此题首先给出了亚里士多德的观点，此观点由于科技所限，定量结果错误，但是定性分析是正确的.作为一位两千年前的学者，能认识到这一点已经是很不容易的事情了.接下来通过两个问题，让学生体会亚里士多德的研究思路，从而让学生体会到对真空的认识是亚里士多德和伽利略的根本区别，同时也告诉学生，由于科技条件所限，亚里士多德的认识也是可以理解的.

此题对亚里士多德的介绍可谓是用心很深，既介绍了亚里士多德的研究结果，又让学生体会他所处的时代特点，做到了尊重历史，以科学的眼光去看待前人的成果.我们再来看人教版物理必修1教材第2章第6节“伽利略对自由落体的研究”，其对亚里士多德的介绍就明显没有尊重历史和科学的发展，希望编者在以后再版时可以借鉴上面的介绍方法.

1 梁绍荣，管靖.基础物理学.北京：高等教育出版社，2004.

2 ［古希腊］亚里士多德著，张竹明译.亚里士多德全集物理卷.北京：商务印书馆，1982.

3 ［美］保罗·齐泽维茨等著，钱振华等译.科学发现者，杭州：浙江教育出版社，2008.