伽利略斜面实验揭示物体运动规律

4　斜面上的真理

伽利略通过“冲淡重力”的斜面实验，弄清楚了物体运动的过程。当他把两块光滑的斜面对接后，摆出一定的斜坡角度，让小球沿一个斜面从静止滚下，由于惯性，小球将会滚上另一个斜面。如果没有摩擦的话，小球一定会上升到原来的高度。

伽利略就推论说，如果减小第二个斜面的倾角，小球在这个斜面上，为了达到原来的高度，就一定会通过更长的距离。随即，他继续把第二个斜面的倾角弄小，就发现小球滚得越来越远。

他随即设想，如果把第二个斜面改成水平面，那么这个小球就永远达不到原来的高度，而一定会沿水平面，以恒定速度持续运动下去。

◎伽利略的斜面实验图。当小球在水平面上运动时，在没有外力干涉下，为达到原来的高度，可能会一直运动下去。

他在书中写道：“一个运动的物体，假如有了某种速度以后，只要没有增加或减小速度的外部原因，便会始终保持这种速度──这个条件只有在水平的平面上才有可能，因为在斜面的情况下，朝下的斜面提供了加速的起因，而朝上的斜面提供了减速的起因；由此可知，只有在水平面上运动才是不变的。”

这就是伽利略总结出来朴素的、关于物体运动的惯性定律。他第一次提出了惯性概念，并第一次把外力和“引起加速或减速的外部原因”联系起来。这完全不同于亚里士多德认为的力是运动的唯一原因，而是把力降到改变物体运动的外因这个地位上来。

这种新的惯性概念，推翻了1000多年以来亚里士多德学派认为物体运动靠精灵或外界迂回空气推动的说法，也澄清了中世纪含糊的“冲力”说。这是人类长期以来研究机械运动的理论成果，并且得到了当时“地动说”支持者们的拥护，自然也引起了反对者的敌意。

伽利略所进行的斜面试验其实很好地发现了惯性运动并且包含了惯性定律的内容，但是他并没有将其概括成普遍的自然规律。(www.xing528.com)

他的惯性是不彻底的，带有明显的“圆惯性”痕迹，即他认为物体匀速运动的路线是一个各部分一定和地心等距离的水平面，而不是直线。

◎伽利略向教会人士解释天体运行情况

他在论及天体时认为，只有静止和圆周运动用于维持宇宙秩序，天体的圆周运动也是惯性。由此可以看出伽利略地上的惯性是正确的，而天上的惯性是错误的。

即使如此，伽利略对近代物理学也做出了卓越的开创性贡献。爱因斯坦是这样评价他的：“伽利略的发现以及他所应用的科学的推理方法，是人类思想史上最伟大的成就之一，而且标志着物理学的真正开始。”

◎伽利略的惯性定律对各种天体运行预测还存在一些问题

伽利略在受到宗教裁判所的迫害后，常年的监禁并没有让他对科学的未来失去信心。他用坚定的语气告诉大家：“一门广博精深的科学已经启蒙，我在这方面的工作只是它的开始，那些比我更敏锐的人所用的方法和手段，将会探索到各个遥远的角落。”

宗教裁判所

宗教裁判所（inquisition）是13～19世纪天主教会侦察和审判异端的机构，又叫异端裁判所、宗教法庭。旨在镇压一切反教会、反封建的异端，以及有异端思想或同情异端的人。宗教裁判所在西欧天主教国家普遍成立。僧侣裁判官主要由多明我派修士担任。18～19世纪，西欧各国宗教裁判所先后被撤销。1908年教皇庇护十世把罗马最高裁判所改为圣职部，主要职能是监视和处罚参加进步活动的教徒，查禁各种进步书刊，革除教徒的教籍和罢免神职人员等。