慣性故事薩爾維阿蒂大船

1、.慣性故事薩爾維阿蒂大船 慣性故事薩爾維阿蒂大船由查字典物理網(wǎng)整理提供經(jīng)典物理學(xué)是從否認(rèn)亞里士多德的時(shí)空觀開場(chǎng)的。當(dāng)時(shí)曾有過(guò)一場(chǎng)劇烈的爭(zhēng)論。贊成哥白尼學(xué)說(shuō)的人主張地球在運(yùn)動(dòng)，維護(hù)亞里土多德-托勒密體系的人那么主張地靜說(shuō)。地靜派有一條反對(duì)地動(dòng)說(shuō)的強(qiáng)硬理由：假如地球是在高速地運(yùn)動(dòng)，為什么在地面上的人一點(diǎn)也感覺(jué)不出來(lái)呢?這確實(shí)是不能回避的一個(gè)問(wèn)題。1632年，伽利略出版了他的名著?關(guān)于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對(duì)話?。書中那位地動(dòng)派的“薩爾維蒂對(duì)上述問(wèn)題給了一個(gè)徹底的答復(fù)。他說(shuō)：“把你和一些朋友關(guān)在一條大船甲板下的主艙里，讓你們帶著幾只蒼蠅、蝴蝶和其他小飛蟲，艙內(nèi)放一只大水碗，其中有幾條魚。然后，

2、掛上一個(gè)水瓶，讓水一滴一滴地滴到下面的一個(gè)寬口罐里。船停著不動(dòng)時(shí)，你注意觀察，小蟲都以等速向艙內(nèi)各方向飛行，魚向各個(gè)方向隨意游動(dòng)，水滴滴進(jìn)下面的罐中，你把任何東西扔給你的朋友時(shí)，只要間隔 相等，向這一方向不必比另一方向用更多的力。你雙腳齊跳，無(wú)論向哪個(gè)方向跳過(guò)的間隔 都相等。當(dāng)你仔細(xì)地觀察這些事情之后，再使船以任何速度前進(jìn)，只要運(yùn)動(dòng)是勻速，也不忽左忽右地?cái)[動(dòng)，你將發(fā)現(xiàn)。所有上述現(xiàn)象絲毫沒(méi)有變化。你也無(wú)法從其中任何一個(gè)現(xiàn)象來(lái)確定，船是在運(yùn)動(dòng)還是停著不動(dòng)。即使船運(yùn)動(dòng)得相當(dāng)快，在跳躍時(shí)，你將和以前一樣，在船底板上跳過(guò)一樣的間隔 ，你跳向船尾也不會(huì)比跳向船頭來(lái)得遠(yuǎn)。雖然你跳到空中時(shí)，腳下的船底板向著你

3、跳的相反方向挪動(dòng)。你把不管什么東西扔給你的同伴時(shí)，不管他是在船頭還是在船尾，只要你自己站在對(duì)面，你也并不需要用更多的力。水滴將象先前一樣，滴進(jìn)下面的罐子，一滴也不會(huì)滴向船尾。雖然水滴在空中時(shí)，船已行駛了許多柞。魚在水中游向水碗前部所用的力并不比游向水碗后部來(lái)得大;它們一樣悠閑地游向放在水碗邊緣任何地方的食餌。最后，蝴蝶和蒼蠅繼續(xù)隨意地到處飛行。它們也決不會(huì)向船尾集中，并不因?yàn)樗鼈兛赡荛L(zhǎng)時(shí)間留在空中，脫分開了船的運(yùn)動(dòng)，為趕上船的運(yùn)動(dòng)而顯出累的樣子。薩爾維阿蒂的大船道出了一條極為重要的真理，即：從船中發(fā)生的任何一種現(xiàn)象，你是無(wú)法判斷船終究是在運(yùn)動(dòng)還是在停著不動(dòng)。如今稱這個(gè)論斷為伽利略相對(duì)性原理。用現(xiàn)代的語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，薩爾維阿蒂的大船就是一種所謂慣性參考系。就是說(shuō)，以不同的勻速運(yùn)動(dòng)著而又不忽左忽右擺動(dòng)的船都是慣性參考系。在一個(gè)慣性系中能看到的種種現(xiàn)象，在另一個(gè)慣性參考系中必定也能無(wú)任何差異地看到。亦即，所有慣性參考系都是平權(quán)的、等價(jià)的。我們不可能判斷哪個(gè)慣性參考系是處于絕對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)，哪一個(gè)又是絕對(duì)運(yùn)動(dòng)的。伽利略相對(duì)性原理不僅從根本上否認(rèn)了地靜派對(duì)地動(dòng)說(shuō)的非難，而且也否認(rèn)了絕對(duì)空間觀念至少在慣性運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)。所以，在從經(jīng)典力學(xué)到相對(duì)論的過(guò)渡中，許