第三節(jié)　運(yùn)動(dòng)的研究與發(fā)展

伽利略在1638年出版的《兩門新科學(xué)》一書，揭開了物理學(xué)的序幕。他的這本不朽的著作中整理并公布了三十年前他得到的一些重要發(fā)現(xiàn)。1639年1月，年邁的伽利略失明了，他口述給朋友一封信，提到這本書時(shí)講道：“我只不過假設(shè)了我要研究的那種運(yùn)動(dòng)的定義及其性質(zhì)，然后加以證實(shí)。我聲明我想要探討的是物體從靜止開始，速度隨時(shí)間均勻增加的這樣一種運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)。我證明這樣一個(gè)物體經(jīng)過的空間（距離）與時(shí)間的平方成正比。我從假定入手對(duì)如此定義的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行論證；因此即使結(jié)果可能與重物下落的自然運(yùn)動(dòng)的情況不符，對(duì)我也無關(guān)緊要。但是我要說，我很幸運(yùn)，因?yàn)橹匚镞\(yùn)動(dòng)及其性質(zhì)，一項(xiàng)項(xiàng)都與我所證明的性質(zhì)相符?！彼倪@一席話對(duì)后人了解他在運(yùn)動(dòng)學(xué)研究上作出種種發(fā)現(xiàn)也許會(huì)很有益處。

伽利略與自由落體的研究

西方有句諺語：“對(duì)運(yùn)動(dòng)無知，也就對(duì)大自然無知。”運(yùn)動(dòng)是萬物的根本特性。在這個(gè)問題上，自古以來，出現(xiàn)過種種不同的看法，形成了形形色色的自然觀。

在16世紀(jì)以前，亞里士多德的運(yùn)動(dòng)理論居統(tǒng)治地位。他把萬物看成是由四種元素——土、水、空氣及火組成，四種元素各有其自然位置，任何物體都有返回其自然位置而運(yùn)動(dòng)的性質(zhì)。他把運(yùn)動(dòng)分成自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)：重物下落是自然運(yùn)動(dòng)，天上星辰圍繞地心作圓周運(yùn)動(dòng)，也是自然運(yùn)動(dòng)；而要讓物體作強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)，必需有推動(dòng)者，即有施力者。力一旦去除，運(yùn)動(dòng)即停止。既然重物下落是物體的自然屬性，物體越重，趨向自然位置的傾向性也就越大，所以下落速度也越大。于是，從亞里士多德的教義出發(fā)，就必然得到物體下落速度與物體重量成正比的結(jié)論。

亞里士多德的理論基本上是錯(cuò)誤的，但這一理論畢竟是從原始的直接經(jīng)驗(yàn)引伸而來，有一定的合理成分，在歷史上也起過進(jìn)步作用，再加上被宗教利用，所以直到16世紀(jì)，仍被人們敬為圣賢之言，不可觸犯。

正因?yàn)槿绱耍g亞里士多德關(guān)于落體運(yùn)動(dòng)的錯(cuò)誤理論，不僅是一個(gè)具體的運(yùn)動(dòng)學(xué)問題，也是涉及自然哲學(xué)的基礎(chǔ)問題，是從亞里士多德的精神枷鎖下解脫的一場(chǎng)思想革命的重要組成部分。伽利略在這場(chǎng)斗爭(zhēng)中作出了非常重要的貢獻(xiàn)。他認(rèn)識(shí)到通過自由落體的研究打開的缺口，會(huì)導(dǎo)致一門廣博的新科學(xué)出現(xiàn)。請(qǐng)讀讀他在《兩門新科學(xué)》中核心的一章，即“第三天的談話”，開頭講的一段話：

“我的目的，是要闡述一門嶄新的科學(xué)，它研究的卻是非常古老的課題。也許，在自然界中最古老的課題莫過于運(yùn)動(dòng)了。哲學(xué)家們寫的關(guān)于這方面的書既不少，也不小，但是我從實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了某些值得注意的性質(zhì)，到現(xiàn)在為止還未有人觀察或演示過。也做過一些表面的觀察，例如觀察到下落重物的自然運(yùn)動(dòng)是連續(xù)加速的，但還從未有人宣布過，這一加速達(dá)到什么程度；據(jù)我所知，還沒有一個(gè)人指出，一個(gè)從靜止下落的物體在相等的時(shí)間間隔里，保持按從1開始的奇數(shù)的比數(shù)?！?/p>

“我考慮更重要的是，一門廣博精深的科學(xué)已經(jīng)啟蒙，我在這方面的工作只是它的開始，那些比我更敏銳的人所用的方法和手段將會(huì)探索到各個(gè)遙遠(yuǎn)的角落?！?/p>

近代科學(xué)誕生的前奏

伽利略于1564年出生在意大利一個(gè)貴族家庭里，從小愛好文藝和科學(xué)。他所處的時(shí)代正值文藝復(fù)興之后思想大解放的時(shí)期，意大利是文藝復(fù)興的發(fā)源地，思想非常活躍。其杰出代表達(dá)·芬奇（1452—1519）不僅是藝術(shù)家和工程師，還做過許多物理實(shí)驗(yàn)，主張?jiān)诳茖W(xué)工作中多進(jìn)行實(shí)驗(yàn)觀察；波蘭人哥白尼（1473—1543）主張日心說，公開向亞里士多德的信仰者挑戰(zhàn)；英國(guó)人弗蘭西斯·培根（1561—1626）大力宣傳實(shí)驗(yàn)的重要性，極力反對(duì)經(jīng)院哲學(xué)，為伽利略的工作鳴鑼開道，可以說，他們是伽利略工作的前驅(qū)。

數(shù)學(xué)上也有人為新科學(xué)的誕生作了準(zhǔn)備，13—14世紀(jì)英國(guó)牛津大學(xué)的梅爾頓學(xué)院集聚了一批數(shù)學(xué)家，對(duì)運(yùn)動(dòng)的描述作過研究，他們提出了平均速度的概念，后來又提出加速度的概念。不過，他們從未用之于落體運(yùn)動(dòng)。

亞里士多德關(guān)于重物下落速度快的結(jié)論與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不符，理所當(dāng)然會(huì)受到科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)。就在伽利略所在的比薩也多次記載有落體的研究。例如，伽利略的一位老師，叫包羅，是哲學(xué)教授，就曾在自己1575年發(fā)表的書中寫道：

“我們從窗口以同樣的力投兩個(gè)重量相同的物體，鉛塊慢于木塊?！辈贿^，鉛塊和木塊可能是拋出窗外的。

1544年，有一位歷史學(xué)家記述了三個(gè)人曾對(duì)亞里士多德的落體思想表示懷疑。他們注意到亞里士多德的意見與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)不符。但書中沒有描述具體的實(shí)驗(yàn)。

1576年意大利帕都亞有一位數(shù)學(xué)家叫莫勒第，寫了一本小冊(cè)子叫《大炮術(shù)》，也是以當(dāng)時(shí)慣用的對(duì)話方式進(jìn)行論述的。其中有一段明確地提到落體運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)讀下面一段對(duì)話：

“王子：如果從塔頂我們放下兩個(gè)球，一個(gè)是重20磅的鉛球，另一個(gè)是重1磅的鉛球，大球?qū)⒈刃∏蚩?0倍。

作者：我認(rèn)為理由是充分的，如果有人問我，我一定同意這是一條原理。

王子：親愛的先生，您錯(cuò)了。它們同時(shí)到達(dá)。我不是只做過一次試驗(yàn)，而是許多次。還有，和鉛球體積大致相等的木球，從同一高度釋放，也在同一時(shí)刻落到地面或土壤上。

作者：如果高貴的大人不告訴我您做過這樣的試驗(yàn)，我還會(huì)不相信呢！那好，可是怎樣拯救亞里士多德呢？

王子：許多人都設(shè)法用不同的方法來拯救他，但實(shí)際上他沒有得到拯救。老實(shí)告訴您，我也曾以為自己找到了一個(gè)辦法來拯救，但再好好思考，又發(fā)現(xiàn)還是救不了他?！?/p>

由此可見，關(guān)于落體問題的討論在伽利略1589年當(dāng)比薩大學(xué)教授之前已經(jīng)廣泛展開了，并且已有人作過實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果其實(shí)是盡人皆知的生活經(jīng)驗(yàn)。問題在于，沒有人敢于觸犯亞里士多德的教義。因?yàn)閬喞锸慷嗟碌睦碚撝傅氖锹潴w的自然運(yùn)動(dòng)，即沒有媒質(zhì)作用的自由落體運(yùn)動(dòng)，這是一種理想情況，在沒有真空泵的16世紀(jì)誰都沒有可能真正做這類實(shí)驗(yàn)。

伽利略的落體實(shí)驗(yàn)

關(guān)于伽利略的比薩斜塔實(shí)驗(yàn)，眾說紛紜。有人說，他這個(gè)落體實(shí)驗(yàn)對(duì)亞里士多德的理論是致命一擊，由此批駁了亞里士多德的落體速度與重量成正比的說法，得出落體加速度與其重量無關(guān)的科學(xué)結(jié)論；有人說，他用大小相同而重量不等的兩個(gè)球，得到同時(shí)落地的結(jié)果；甚至有人說他是用炮彈和槍彈做實(shí)驗(yàn)的。有人則過分宣揚(yáng)伽利略的落體實(shí)驗(yàn)，說他是第一個(gè)做落體實(shí)驗(yàn)的人。

然而，伽利略在《兩門新科學(xué)》中，并沒有提到他在比薩斜塔做過實(shí)驗(yàn)。有關(guān)這個(gè)實(shí)驗(yàn)的說法大概來自他晚年的學(xué)生維維安尼（1622—1703）在《伽利略傳》中的一段不準(zhǔn)確的回憶。這篇傳記是在伽利略死后十幾年即1657年出版的。其中有這樣一段記述：

“使所有哲學(xué)家極不愉快的是，通過實(shí)驗(yàn)和完善的表演與論證，亞里士多德的許多結(jié)論被他（指伽利略）證明是錯(cuò)的，這些結(jié)論在他之前都被看成是神圣不可冒犯的。其中有一條，就是材料相同，重量不同的物體在同樣的媒質(zhì)中下落，其速率并不像亞里士多德所說的那樣，與其重量成正比，而是以相等的速率運(yùn)動(dòng)。伽利略在其他教授和全體學(xué)生面前從比薩斜塔之頂反復(fù)地做了實(shí)驗(yàn)來證明這一點(diǎn)?！?/p>

這里要說明幾點(diǎn)：

1．維維安尼并沒有親眼看見伽利略做斜塔實(shí)驗(yàn)，因?yàn)橘だ运罆r(shí)（1642年），他才20歲。他來到伽利略身邊時(shí)（1639年），伽利略已經(jīng)雙目失明，只能口授了。所以，維維安尼的記述可能不確實(shí)。

2．伽利略如果真的做了斜塔實(shí)驗(yàn)，時(shí)間大概是在1589—1592年他在比薩大學(xué)任教之際，可是，有人找遍當(dāng)年比薩大學(xué)的有關(guān)記錄，均未發(fā)現(xiàn)載有此事。

3．如果真有此事，也只能算是一個(gè)表演，不可能通過這個(gè)表演對(duì)兩千年的傳統(tǒng)學(xué)術(shù)進(jìn)行判決。

那么，究竟伽利略有沒有做過落體實(shí)驗(yàn)?zāi)?？?jīng)查考，在伽利略早年（1591年）寫的《論運(yùn)動(dòng)》的小冊(cè)子中確實(shí)記載有這類實(shí)驗(yàn)。不過，直到伽利略去世二百年后，即1842年，才整理發(fā)表，維維安尼并不知道這個(gè)小冊(cè)子。這個(gè)實(shí)驗(yàn)也不像維維安尼所說的，是要徹底批駁亞里士多德的落體理論，而是為了彌補(bǔ)亞里士多德理論的缺陷。伽利略在這本小冊(cè)子里用阿基米德的浮力定律來說明在媒質(zhì)中落體的運(yùn)動(dòng)。他寫道：

“但是他（指亞里士多德）甚至犯了一個(gè)更大的錯(cuò)誤，他假定物體的速率取決于越重的物體分開媒質(zhì)的本領(lǐng)越大。因?yàn)?，正如我們證明了的，運(yùn)動(dòng)物體的速率并不取決于這一點(diǎn)，而是取決于物體重量與媒質(zhì)重量差值的大小?！?/p>

伽利略當(dāng)時(shí)顯然仍然相信，同樣大小的物體在空氣中下落，較重的比較輕的快，因?yàn)樗麑懙溃?/p>

“……我們得到的普遍結(jié)論是：在物體材料不同的情況下，只要它們大小相同，則它們（自然下落）運(yùn)動(dòng)的速率之比，與它們的重量之比是相同的。”

他甚至還為實(shí)際觀測(cè)所得結(jié)果與上述結(jié)論不符進(jìn)行辯護(hù)，他寫道：

“如果從塔上落下兩個(gè)同體積的球，其中之一比另一個(gè)重一倍，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)重的到達(dá)地面并不比輕的快一倍。其實(shí)，在運(yùn)動(dòng)開始時(shí)，輕物會(huì)走在重物的前面，在一段距離內(nèi)要比重物快。”

這件事引起了現(xiàn)代科學(xué)史家的興趣。究竟伽利略是否真的看到了輕物先于重物下落？1983年，塞特爾和米克利希做了兩球同時(shí)下落的實(shí)驗(yàn)，用高速攝影機(jī)拍照，果然重現(xiàn)了伽利略觀察到的現(xiàn)象，不過他們不是用機(jī)械釋放兩球，而是用兩手分別握著兩個(gè)球，并且必須手心向下，同時(shí)釋放。實(shí)驗(yàn)判明，伽利略所得輕物走在重物前面的結(jié)論，是由于他握重球的手握得更緊，釋放時(shí)略為緩慢所致。

這件事說明了，伽利略的思想不是從天上掉下來的，他經(jīng)歷了曲折的摸索過程。開始，他甚至還是亞里士多德的維護(hù)者。搞清這位近代科學(xué)的創(chuàng)始人的思想發(fā)展過程當(dāng)然是一件有重大意義的課題?？茖W(xué)史家們正在利用各種史料進(jìn)行研究。

伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)

在伽利略的落體運(yùn)動(dòng)定律的形成過程中，斜面實(shí)驗(yàn)起過重要作用。他在《兩門新科學(xué)》中對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)描述得十分具體，寫道：

“取長(zhǎng)約12庫(kù)比（1庫(kù)比＝45．7厘米）、寬約0．5庫(kù)比，厚約三指的木板，在邊緣上刻一條一指多寬的槽，槽非常平直，經(jīng)過打磨，在直槽上貼羊皮紙，盡可能使之平滑，然后讓一個(gè)非常圓的、硬的光滑黃銅球沿槽滾下，我們將木板的一頭抬高1—2庫(kù)比，使之略呈傾斜，再讓銅球滾下，用下述方法記錄滾下所需時(shí)間。我們不止一次重復(fù)這一實(shí)驗(yàn)，使兩次觀測(cè)的時(shí)間相差不致超過脈搏的1／10。在完成這一步驟并確證其可靠性之后，就讓銅球滾下全程的1／4，并測(cè)出下降時(shí)間，我們發(fā)現(xiàn)它剛好是滾下全程所需時(shí)間的1／2。接著我們對(duì)其他距離進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用滾下全程所用時(shí)間同滾下1／2距離、2／3距離、3／4距離或任何部分距離所用時(shí)間進(jìn)行比較。這樣的實(shí)驗(yàn)重復(fù)了整整100次，我們往往發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過的空間距離恒與所用時(shí)間的平方成正比例。這對(duì)于平面（也即銅球下滾的槽）的各種斜度都成立。我們也觀測(cè)到，對(duì)于不同的斜度，下降的時(shí)間互相間的關(guān)系正如作者預(yù)計(jì)并證明過的比例一樣?！?/p>

“為了測(cè)量時(shí)間，我們把一只盛水的大容器置于高處，在容器底部焊上一根口徑很細(xì)的管子，用小杯子收集每次下降時(shí)由細(xì)管流出的水，不管是全程還是全程的一部分，都可收集到。然后用極精密的天平稱水的重量；這些水重之差和比值就給出時(shí)間之差和比值。精確度如此之高，以至于重復(fù)許多遍，結(jié)果都沒有明顯的差別?！?/p>

這個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是安排得何等巧妙啊！許多年來，人們都確信伽利略就是按他所述的方案做的。在歷史博物館中甚至還陳列著據(jù)說是伽利略當(dāng)年用過的斜槽和銅球。

但是，當(dāng)人們重復(fù)伽利略上述實(shí)驗(yàn)時(shí)，卻發(fā)現(xiàn)很難得到如此高的精確度。更不能使斜槽的傾斜度任意提高。有人證明，貼了羊皮紙的木槽，實(shí)驗(yàn)誤差反而更大了。20世紀(jì)中葉，科學(xué)史專家?guī)煲览祝↘oyré）提出一種見解，認(rèn)為伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)和他在書上描述的其它許多實(shí)驗(yàn)一樣，都是虛構(gòu)的，伽利略的運(yùn)動(dòng)定律源于邏輯推理和理想實(shí)驗(yàn)。這個(gè)意見對(duì)19世紀(jì)傳統(tǒng)的看法無疑是一貼清醒劑。因?yàn)殚L(zhǎng)期以來形成了一種認(rèn)識(shí)，把實(shí)驗(yàn)的作用過于夸大了，好像什么基本定律，包括伽利略的運(yùn)動(dòng)定律都是從數(shù)據(jù)的積累中總結(jié)出來的。這種機(jī)械論的觀點(diǎn)到了20世紀(jì)理所當(dāng)然要受到懷疑論者批評(píng)。

然而，伽利略究竟有沒有親自做過斜面實(shí)驗(yàn)?zāi)?？他為什么?huì)想到用斜面來代替落體？他是怎樣做的斜面實(shí)驗(yàn)？這個(gè)實(shí)驗(yàn)在他的研究中起了什么作用？

伽利略沒有對(duì)自己的工作作過更詳細(xì)的闡述。但是，他留下了大量手稿和許多著作。人們把他的資料編成了20卷文集，這是研究伽利略的寶貴史料。

從1591年伽利略的那本沒有及時(shí)發(fā)表的小冊(cè)子《論運(yùn)動(dòng)》中可以看出，伽利略很早就對(duì)斜面感興趣了。他在那里主要研究斜面上物體的平衡問題，但也提過下列問題：①為什么物體在陡的平面上運(yùn)動(dòng)得更快？②不同的斜面上，運(yùn)動(dòng)之比如何？他的回答是：

“同樣的重量用斜面提升比垂直提升可以少用力，這要看垂直提升與傾斜提升的比例。因此，同一重物垂直下落比沿斜面下降具有更大的力，這要看斜面下降的長(zhǎng)度與垂直下落的長(zhǎng)度成什么樣的比例?！?/p>

既然力的大小與斜度成一定比例，落體運(yùn)動(dòng)的研究就可以用斜面來代替，按一定比例“沖淡”作用的力，“加長(zhǎng)”運(yùn)動(dòng)的距離，這樣可以比落體更有效地研究運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

人們從伽利略的手稿中找到了一些證據(jù)，證明他早年確曾做過斜面實(shí)驗(yàn)。

伽利略推證落體定律

伽利略是怎樣領(lǐng)悟到落體定律中的時(shí)間平方關(guān)系的呢？還要拉回到伽利略對(duì)亞里士多德運(yùn)動(dòng)理論的批判。

在《兩門新科學(xué)》中，伽利略借他的化身薩爾維阿蒂（Salviate）的談話，批駁物體下落速度與重量成正比的說法。

“薩：如果我們?nèi)蓚€(gè)自然速率不同的物體，把兩者連在一起，快者將被慢者拖慢，慢者將被快者拖快。您同意我的看法嗎？

辛：毫無疑問，您是對(duì)的。

薩：但是假如這是真的，并且假如大石頭以8的速率運(yùn)動(dòng)，而小石頭以4的速率運(yùn)動(dòng)，兩塊石頭在一起時(shí)，系統(tǒng)將以小于8的速率運(yùn)動(dòng)，但是兩塊石頭拴在一起變得比原先速率為8的石頭更大，所以更重的物體反而比更輕的物體運(yùn)動(dòng)慢，這個(gè)效果與您的設(shè)想相反。”

接著，伽利略又否定了亞里士多德把運(yùn)動(dòng)分成自然運(yùn)動(dòng)和強(qiáng)迫運(yùn)動(dòng)的分類方法，而是從運(yùn)動(dòng)的基本特征量：速度和加速度出發(fā)，把運(yùn)動(dòng)分成勻速運(yùn)動(dòng)和變速運(yùn)動(dòng)。

他選擇了最簡(jiǎn)單的變速運(yùn)動(dòng)來表示落體運(yùn)動(dòng)，這就是勻加速運(yùn)動(dòng)。為什么作這樣的選擇呢？他解釋說：

“在自然加速運(yùn)動(dòng)的研究中，自然界就像在所有各種不同的過程中一樣親手指引我們，按照她自己的習(xí)俗，運(yùn)用最一般、最簡(jiǎn)單和最容易的手段……”

“所以當(dāng)我觀察原先處于靜止?fàn)顟B(tài)的一塊石頭從高處下落，并不斷獲得新的速率增量時(shí)，為什么我不應(yīng)該相信這樣的增加是以極其簡(jiǎn)單的對(duì)任何人都很明顯的方式進(jìn)行的呢？”

這一信念促使伽利略按勻加速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來處理落體運(yùn)動(dòng)。

但是在定義勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，他似乎走了一段彎路。起初，他也跟別人一樣，假設(shè)下落過程中物體的速度與下落距離成正比，即v∝s。他又是通過理想實(shí)驗(yàn)作出了正確的判斷。他假設(shè)物體在落下第一段距離后已得到某一速度，于是在落下的距離加倍時(shí)，速度也應(yīng)加倍。果真如此的話，則物體通過兩段距離所用的時(shí)間將和通過第一段距離所用時(shí)間一樣。也就是說，通過第二段距離不必花時(shí)間，這顯然是荒謬的。于是伽利略轉(zhuǎn)而假設(shè)物體的速度與時(shí)間成正比，即v∝t。這樣的假設(shè)是否正確，當(dāng)然也要進(jìn)行檢驗(yàn)。

然而速度是難以直接測(cè)量的。于是伽利略借助于幾何學(xué)的推導(dǎo)，得出s∝t²的關(guān)系，這就是時(shí)間平方定律。對(duì)于不同的時(shí)間比1∶2∶3∶4…，物體下落的距離比為1∶4∶9∶16…。這些數(shù)字正是伽利略在那張實(shí)驗(yàn)記錄上添加的第一列數(shù)字。從第一列數(shù)和第三列數(shù)的比例關(guān)系，伽利略證明沿斜面下降的物體正在作勻加速運(yùn)動(dòng)。

從以上論據(jù)當(dāng)然還不足以判定伽利略發(fā)現(xiàn)落體定律的全過程，但是已經(jīng)可以窺視到伽利略研究運(yùn)動(dòng)學(xué)的方法。他把實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)結(jié)合在一起，既注重邏輯推理，又依靠實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，這樣就構(gòu)成了一套完整的科學(xué)研究方法。

伽利略把實(shí)驗(yàn)與邏輯推理和諧地結(jié)合在一起，有力地推動(dòng)了科學(xué)的發(fā)展。正如他在《兩門新科學(xué)》第三天談話結(jié)束時(shí)說的那樣：“我們可以說，大門已經(jīng)向新方法打開，這種將帶來大量奇妙成果的新方法，在未來的年代里定會(huì)搏得許多人的重視?！?/p>

從伽利略研究運(yùn)動(dòng)學(xué)這一歷史片斷，我們可以得到什么啟示呢？

首先，由于歷史資料的深入發(fā)掘和研究，我們對(duì)近代科學(xué)的誕生有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)。那種認(rèn)為伽利略靠落體實(shí)驗(yàn)就奠定了運(yùn)動(dòng)學(xué)基礎(chǔ)的說法顯然過于簡(jiǎn)單，不符合歷史的本來面目。懷疑論者猜測(cè)伽利略沒有實(shí)際做過他所描述的實(shí)驗(yàn)，認(rèn)為他靠的是推理思辨，這一說法又為新近發(fā)現(xiàn)的手稿所駁斥?？磥?，伽利略創(chuàng)立運(yùn)動(dòng)學(xué)理論的過程相當(dāng)復(fù)雜，既有思辨，又有實(shí)驗(yàn)，他依靠的是思辨和實(shí)驗(yàn)的相互印證、相互補(bǔ)充。這種看法，絲毫無損于伽利略這位近代科學(xué)先驅(qū)的光輝形象，反而使他更能得到后人的理解，讓后人認(rèn)識(shí)到他作為古代自然哲學(xué)和近代科學(xué)之間的過渡人物，為創(chuàng)建近代科學(xué)走的是一條多么艱辛的道路。

其次，承認(rèn)伽利略在研究運(yùn)動(dòng)學(xué)的過程中思辨（邏輯思維）起重要作用，并不否定實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的地位。實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)總有一定目的，離不開指導(dǎo)思想。從伽利略真正做過的落體實(shí)驗(yàn)和斜面實(shí)驗(yàn)可以證明這一點(diǎn)。那種鼓吹單純依靠實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的積累就足以獲得客觀規(guī)律，從而奠定科學(xué)基礎(chǔ)的說法是站不住腳的。強(qiáng)調(diào)這一點(diǎn)，并不會(huì)否定實(shí)驗(yàn)本身，只是否定19世紀(jì)盛行的機(jī)械論觀點(diǎn)；也不會(huì)抹煞歷史上著名實(shí)驗(yàn)的作用，而是要提倡對(duì)實(shí)驗(yàn)的歷史作更透徹的研究，分析它們的動(dòng)因、設(shè)計(jì)思想、歷史背景、內(nèi)容的復(fù)雜性和先驅(qū)們的探索精神，以及結(jié)論的得出和影響等各個(gè)方面，這樣做肯定會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的意義獲得更充分的認(rèn)識(shí)。