《物理的故事——在悖论中前行》
第1节

作者: 江湖小片
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  日期:2017-08-07 20:40:56
  前言:
  历史和物理最大的区别在于,前者注重过程,而后者注重结果。当我想写一本关于物理的历史时,就有点傻眼了,该先注重谁呢?
  现在都知道“地心说”是错的,可有趣的是在它存在的两千多年里,怎么错误地解释周天现象的?既然错了,总有解释不了的那一天,那就是“悖论”。我想我应该注重悖论。

  理解悖论往往比理解正确的理论还让人困惑,但却又往往是物理最有意思的部分。比如爱因斯坦整出相对论绝对不会是因为他闲的蛋疼,而是物理学中出现了悖论。当我们去探究这个悖论时,才会发现相对论不是一个冷冰冰的道理,不是几个冷冰冰的公式。
  提到公式,想到以前看书时,总被一堆公式搞得头大,于是产生疑问:是否关于物理学的历史必须要用到公式才能说明?等我自己写的是发现:是的,那是必须的。
  好在本书所用的公式简单,一方面是不想让读者感到厌烦;另外一方面最为重要,是我的水平极其有限(绝非自谦),所以本书比较适合以下人群:
  1.小学生;
  2.初中生;
  3.高中生;
  4.大学文科生;
  5.大学理科不及格的学生。

  关于本书,有一点是需要略微说明一下的,每个人对自然的认识和他的生活经历有关,物理学家们自然也不会例外,所以书中穿插一些有趣的故事,一是为了增强可读性,更为主要的是也许他们正是从生活的启发从而改变了世界。他们曾经生活便是我们的口口相传的故事,至于历史真实性,也许还有待考证,也许根本就无法考证,也许根本就不需要考证。希望读者不需要纠结历史,以错过其他的美好。当然,这些故事并非我捏造的,也不过是从不同书上看到的不同版本而已。

  历史的发展往往因为一些关键人物的诞生,所以对于我认为的关键人物描写的角度,比如哥白尼、伽利略、牛顿、麦克斯韦等等。而有的似乎只是一笔带过,并非对他们不敬,而只是为了简洁。同样为了简洁,本书对很多物理理论进行了类别,有可能会词不达意,有可能是作者本人领悟不够,望读者朋友批评指正。
  日期:2017-08-07 20:44:44
  第一回:从古希腊说起
  在很久很久以前,有一支游牧民族离开多瑙河畔,迁徙到爱琴海旁边,并在那里定居。到了公元前800年左右(公元前779年周幽王烽火戏诸侯),他们占据整个今天希腊半岛,并建立起大大小小的城邦,他们自称希腊人,史称古希腊人。
  在吸取了爱琴海文明之后,古希腊人褪去了游牧时的野蛮,变的聪明睿智,他们从不一味追求穷欲糜奢,以万物适度就好,假如一外人站在古希腊人面前,宣称没有一位希腊人单腿站立能比他还久,古希腊人会对此不屑一顾告诉那人:“别吹了,你又不是只鹅。”
  相比较这些虚妄的、不切实际的东西,古希腊人更愿意花时间在思考哲学、经济学、自然等等。看到什么想什么,想到什么说什么,比如看到苍穹,他们会把它形容成一个大锅盖,太阳、月亮、星星都在这个大锅盖上升起又落下;看到一望无际的大地,他们会把它形容成一个板,板上还有很多柱子,支撑着大锅盖......类似这样的说法有很多,比如我们祖先的“天圆地方”,可以说都是早期人类的宇宙观。

  那么问题来了,爱思考的小明(姑且叫小明吧)问:“板上有柱子支撑着大锅盖, 板又是谁支撑着呢?”
  小红回答说:“板是飘在大海的水里。”

  小明问:“那为什么没有沉下去呢?”
  小红说:“板下面有很多只乌龟拖着呢,乌龟在水里按游来游去,要是哪只乌龟开了小差,那么它驮的那个地方就会动,就会发生地震。”
  可是大海里的水又附着在哪儿呢?其实这种问题没有答案,一层层的叠加,何时才是个头呢?
  但是爱观察的小明提出另外一个问题,他说:“每当我站在海边眺望出海的水手归来,总是先看见桅杆上的旗子,然后在渐渐的看到下面的人,如果大地是一块平板的话,应该看到整个轮廓,而不是局部,所以大地不是一块平板,而是一个弧形的板,或者干脆是一个球,天也是个球,把大地包起来。”
  小明真实的名字应该叫毕达哥拉斯(约公元前580年—约前500,约比孔子大30岁),可能是人类第一个意识到脚底下的“板”是个“球”的人。为什么会是个球呢?因为毕达哥拉斯以及他的弟子皆认为球是最完美的——少一点不行、增一点多,球面上每个点都是平等的。
  然而日升月落、斗转星移,他们都是怎么运作的呢?古希腊人欧多克斯(Eudoxus,公元前408—公元前 355)在总结米利都学派基础上,正式提出了“地心说”。即地球是整个宇宙的中心,所有的天体都绕着地球转动,唯独地球是静止的。不同的天体组成一个同心球。同心球球面相当于道教神话中的“重天”,不同的是古希腊的天住着天体,而道教神话里天上住着神仙,西游记中便说太上老君住在三十三层离恨天。

  这很和逻辑,因为人类的肉眼看到的确实如此。那么,太阳、月亮、星星都是怎么绕地球转动的呢?欧多克斯问他的老师柏拉图(Plato,公元前427年-公元前347年,约比墨子小50岁),柏拉图肯定地回答:“圆”,因为没有比圆更完美的了——正如球的完美一样。
  且不表宇宙,单表地球。话说古希腊城邦的北部兴起的一个国家——马其顿王国,到了公元前359年(此年秦国商鞅实行变法),马其顿国王腓力二世继承大统,他有个御用的医生,这个医生生了儿子,这个儿子叫亚里士多德(Aristotle,公元前384—公元前322年,约比孟子大12岁)。亚里士多德对医学也有一定的兴趣,但他更向往古希腊人建立的繁荣的城邦——雅典。18岁时,亚里士多德前往雅典,成为了柏拉图的学生。

  亚里士多德天赋异禀,很快得到老师柏拉图赏识,在柏拉图学园一呆就是20年,这20年对亚里士多德及其理论产生了决定性的影响。20年后,柏拉图去世,亚里士多德受到排挤,离开了雅典,云游四海。两年后,他受国王腓力二世的邀请,给腓力二世的儿子当老师。
  严格的说,古希腊人建立的城邦是有独立政权的国家,和同时期的中国战国有些相似,只是他们没有一个合法的“周天子”。古希腊城邦当中有两个是最大的——雅典和斯巴达。他俩经常为了挣老大的位置,能吵就吵,吵不赢就打,最终腓力二世出面替他们彻底解决了这个令人头疼的问题——占领他们,从此希腊半岛就成为了马其顿的殖民地。
  腓力二世雄心勃勃,希腊半岛只是他计划的一部分,甚至是极小的一部分,他睥睨的可是亚洲大陆。正当他往亚洲大陆进发时,天不随人愿,腓力二世遇刺身亡。他的儿子也就是亚里士多德学生继位,亚里士多德由太子太傅升职到了帝师。
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