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谁为亚里士多德的“晚节”负责?

2013-03-19田家娟

物理教师 2013年2期
关键词:伽利略亚里士多德观点

田家娟

(江苏省无锡市洛社高级中学,江苏 无锡 214187)

中学物理教材中有两处提到亚里士多德,而且都是作为“反面”人物出现,最后都被伽利略给“正法”.从此,凡是学过高中物理的学生脑海里都留下了深深的记忆:亚里士多德真是个愚蠢可笑的家伙,伽利略、牛顿才是伟大的科学家.笔者不否认伽利略、牛顿的伟大,但是,亚里士多德真的那么幼稚、无知吗?经常在课堂上看见我们的学生会跟着教师一起大笑亚里士多德的所谓显而易见的错误的观点,一个个高中学生在教师的引导下、在教材的编撰下真的有资格这样嘲笑亚里士多德吗?笔者决定要认真查阅资料,不断地“穿越”古代与现代、理想与现实,好好认识一下亚里士多德.

1 第1次惊叹:亚里士多德的知识渊博无与伦比

亚里士多德(前384年4月23日-前322年3月7日),古希腊哲学家,柏拉图的学生、亚历山大大帝的老师.他的著作包含许多学科,和柏拉图、苏格拉底(柏拉图的老师)一起被誉为西方哲学的奠基者.

亚里士多德集中古代知识于一身,在他死后几百年中,没有一个人像他那样对知识有过系统考察和全面掌握.他的著作是古代的百科全书,他的思想曾经统治过全欧洲,改变了几乎全西方的哲学家.恩格斯称他是“最博学的人”,被誉为“百科全书”式学者.

为什么说第1次惊叹于他的知识渊博呢?因为笔者最早知道亚里士多德就是从初中学习“惯性”这个概念开始的,虽然那时候年龄小,对物理学家的名字也不是很敏感,特别是这么长的外国人名字.笔者还总是会把亚里士多德跟阿基米德的名字混淆.直到上了高中,不学浮力了,也不再“见到”阿基米德了,开始学习牛顿的三大定律了,于是不再混淆,但却深深地记住了伽利略,是他推翻了亚里士多德的观点.还记得高中时,在教师的循循善诱下,我们就一起嘲笑亚里士多德,以至于后来教师安排伽利略与亚里士多德的辩论赛,没有学生愿意去演亚里士多德,而那个被教师逼着去演亚里士多德的学生“狼狈”地随口一说“自己”的观点,就让“伽利略”们难以应对,甚至不自觉地就跑到亚里士多德的观点里去了,引起哄堂大笑,教师不得不出面“纠正”.在以后的解题中我们还会无意识地站到亚里士多德的一边,于是,教师就不断地纠正我们,也不断地嘲笑我们,同时也不断地嘲笑了亚里士多德.再以后,笔者也做了一名物理教师,也同样扮演着当年物理教师的角色,直至18年后的今天,当笔者揣着了解“物理学史”和“物理思想方法”的目的,再次领着学生返归课本时,突然产生了要去真正认识亚里士多德的冲动,于是,“不看不知道,一看吓一跳”,第1次惊叹于亚里士多德的知识渊博了.

2 第2次惊叹:我们对亚里士多德的误解实在太深

为什么亚里士多德的观点至今还依然存在于我们孩童的内心?为什么教师要不断地纠正“亚里士多德”的思想?这只能用一句话来解释:他的观点有其存在的原生态自然土壤,必然也有其成为正确观点的前提条件.

关于“自由落体”的研究,人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》必修1第46页是这样描述的:16世纪末,意大利比萨大学的青年学者伽利略对亚里士多德的论断表示了怀疑,后来,他在1638年出版的《两种新科学的对话》一书中对此做出了评论.根据亚里士多德的论断,一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大.假定大石头的下落速度为8,小石头的下落速度为4,当我们把两块石头捆在一起时,大石头会被小石头拖着而减慢,结果整个系统的下落速度应该小于8;但两块石头捆在一起,总的重量比大石头还要重,因此整个系统下落的速度要比8还大.这样,就从“重物比轻物落得快”的前提推断出了互相矛盾的结论,这使亚里士多德的理论陷入了困境.为了摆脱这种困境,伽利略认为只有一种可能性:重物与轻物应该下落得同样快.

网络上是这样说的:1590年,伽利略在比萨斜塔上做了“两个铁球同时落地”的著名实验,从此推翻了亚里士多德“物体下落速度和重量成比例”的学说,纠正了这个持续了1900年之久的错误结论.但是伽利略在比萨斜塔做实验的说法后来被严谨的考证否定了.尽管如此,来自世界各地的人们都要前往参观,他们把这座古塔看做伽利略的纪念碑.

伽利略能够透过事物的现象探寻到事物的本质,不愧为物理学中的“福尔摩斯”,笔者甚至感叹于他能巧妙地应用“隔离法”与“整体法”轻松地击败了亚里士多德的观点.但笔者很快地又想:难道亚里士多德就不懂“隔离法”与“整体法”?他会轻易地犯这种明显而低级的错误?于是,再次查询大量资料,发现亚里士多德根本就没有说过“一块大石头的下落速度要比一块小石头的下落速度大”这句话,纯属伽利略根据亚里士多德说的“重物比轻物落得快”这一论断引申出来的.也许人们会说这两句话是同一个意思,何必较真?但笔者认为,理解一句话,要看这句话放在什么环境中,我们不能断章取义.在亚里士多德去世35年后,阿基米德诞生了,随着阿基米德对物理学的研究,人们开始慢慢地认识了“比重”,也就是我们现在所说的“密度”.而在亚里士多德那个年代,对密度大小的理解就是“轻”、“重”,就像我们现在很多老百姓还常常说的“铁块比棉花重”是一样的含义,即铁块的密度比棉花大.了解历史后,我们就不难理解亚里士多德所说的“重物比轻物落得快”的含义了,即“密度大的物体比密度小的物体落得快”,而不是“重量大的物体比重量小的物体落得快”.

笔者还惊喜地发现物理学史上还有这么一句话:历史上伽利略首先提出并证明了同物质同形状的两个重量不同的物体下降速度一样快.这不正从另一面证明了亚里士多德的观点正确性了吗?由于空气阻力的影响,同物质同形状的两个重量不同的物体,是因为它们的密度相同,空气阻力对它们的影响效果是相同的,所以下落速度一样快.

我们只因为相信了伽利略的“两个铁球同时落地”这一个现象,就高高地举起了伽利略,而把亚里士多德重重地摔在了地上,却不曾想,无数个同样是铁做成的“实心球”与“空心球”们正在空中“拉锯战”呢,怎么可能同时落地?随意扬起一叠百元大钞,飘飘悠悠地下落,谁能相信它们会同时落地呢?对物理学史的探究越深,笔者越是惭愧,亚里士多德所说的正是我们看到的事实,我们一边相信我们看到的事实,一边嘲笑亚里士多德,是我们太不厚道了还是我们多年来受到的教育将我们的觉悟提高到了“空灵”的地步?总之,我们对亚里士多德的误解实在是太深了.

人教版普通高中课程标准实验教科书《物理》必修1第68页是这样描述的:长期以来,在研究物体运动原因的过程中,人们的经验是:要使一个物体运动,必须推它或者拉它.因此,人们直觉地认为,物体的运动是与推、拉等行为相联系的,如果不再推、拉,原来的运动便会停止下来.根据这类经验,亚里士多德得出结论:必须有力作用在物体上,物体才能运动;没有力的作用,物体就要静止在一个地方.然而,在探究原因的“侦探小说”里,这正是由明显的线索引出错误判断的案例,而且这个“错案”竟维持了近2000年.直至300年前,伽利略才创造了有效的“侦探”方法,发现了正确的线索,揭示了现象的本质,成为物理学中的“福尔摩斯”.教材中后来的叙述就是伽利略的理想实验.现在我们不仅仅只是佩服伽利略了,已经开始尝试着去理解亚里士多德.伽利略的理想实验有它惊人的魅力,但是,毕竟是理想的实验,虽然揭示了事物的本质,却是永远无法做到的一个实验.而且,在笔者现在看来,亚里士多德的观点与伽利略的一点也不矛盾.伽利略说:如果运动中的物体没有受到力的作用,它将继续以同一速度沿同一直线运动,既不停下来也不偏离原来的方向.亚里士多德说:没有力的作用,物体就要静止在一个地方.前者说的力是“合外力”,而后者说的是“推力”或“拉力”,因为摩擦力是客观存在的,所以,当没有“推力”或“拉力”作用在物体上后,物体由于摩擦力的作用必然会静止在一个地方.伽利略说:物体的运动不需要力来维持.亚里士多德说:必须有力作用在物体上,物体才能运动.亚里士多德的观点依然是建立在物体与地面之间有摩擦力的前提条件下的,要使物体运动,当然得有“推力”或“拉力”作用.说到这里,似乎亚里士多德的观点都是建立在实际的基础上的,而伽利略的观点都是建立在要么不计“空气阻力”,要么不计“摩擦力”的基础上.不得不承认伽利略的观点更加抽象,更加本质,但是,所有一切抽象的本质的研究成果,最终都是要用来解决实际中的问题的,理想的习题做多了,就会产生“高分低能”现象.我们发现,现在考试的命题越来越趋向联系实际,考察学生解决实际问题的能力.我们不得不承认,提出一个问题有时比解决一个问题更有价值.亚里士多德提出了物体下落快慢的问题,直到近2000年后才有人真正解决了这个问题,可见他提出的问题具有的价值性.

3 第3次惊叹:谁为亚里士多德的“晚节”负责?

最近几年,亚里士多德的“优秀是一种习惯”这句话已经成为我们很多学校教育的格言,但是,我们的物理教科书上关于亚里士多德与伽利略的“战争”依然如故,我们对亚里士多德的嘲笑依然代代相传,不禁感叹:究竟谁该为亚里士多德的“晚节”负责?如果,他还活着,他自己会负责的,可是他死了,死了那么多年,我们就可以不管不问、随意糟蹋了吗?普通高中课程标准实验教科书《物理》选修第16页一段如下:“在电磁学发展的初期,法拉第的场和力线的观念给予人们一种物理思想,犹如一座大厦建成以前的“脚手架”,在大厦建成之后,脚手架被拆除了,但这并不意味着脚手架就不重要了.或许今天我们的一些认识正是未来科学大厦的脚手架呢”.听听,说得多好!我们为什么就不能给亚里士多德一个公平的评价呢?如果我们的教科书能在科学漫话等环节更客观地介绍亚里士多德,也不至于笔者到今天才明白亚里士多德是一个多么伟大的科学家、哲学家和教育家了.

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