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物理学新时代的转折 09

Masir 科学羊 2024-03-30

本系列文章预计会有10个章节，这套文献将系统讲述物理学本身，这里是第八季第09篇
本文预计阅读6min--
接上篇....

今天我们谈谈伽利略时代与牛顿时代的对比，请往下看。

01 腐朽

1632年，伽利略出版了他的重要论著《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书。虽然这本书传播了伽利略的影响力，但是时代的腐朽还是给伽利略带来了巨大的麻烦。

乌尔班八世虽然贵为教皇，但他并没有中国皇帝那种一言九鼎的权威，他在教廷和枢密院里听到的反对声音越来越大，所以他只能先求自保，将自己与伽利略的友谊放在第二位，而把自己的威严放在第一位。

再加上一些小人得志，总是投机倒把给伽利略穿小鞋，所以最终还是得罪了乌尔班八世教皇！

没错，作为伽利略的朋友，这位乌尔班八世教皇，也没办法。

那美第奇家族呢？

虽然《对话》这本书是献给美第奇家族的，当时的家族长是费尔南多二世（Ferdinando Ⅱ de'Medici，1610—1670），作为伽利略的保护人，他出面为伽利略说情。

但遗憾的是，当教皇威胁费尔南多二世说如果插手伽利略的案子就给他的家族好看时，费尔南多二世全然没有当年他的祖先洛伦佐利用佛罗伦萨对抗罗马并且取得胜利的气概，而是选择了沉默。

最后，判给伽利略一个软禁 + ，禁止出版《对话》一书和他今后可能写的书，听说同时也不允许公开在家里和一切外来的学者讨论科学问题。

这无非是断了作曲家的手！

审判结束后，伽利略于1634年回到他在佛罗伦萨郊区的家，在那里度过了自己的余生。

 （伽利略事件是从1610年到1633年围绕伽利略审判与定罪的一系列事件，图上是19世纪画家约瑟夫-尼古拉斯·罗伯特-富勒利所画的伽利略受审的情景）

在此期间，伽利略总结了过去40年中所做的一切工作，完成了他最经典的著作之一《论两种新科学》（即今天的运动学和材料力学，此书得到爱因斯坦的盛赞）。但是失去了美第奇家族的财务支持后，伽利略晚景凄凉。

1642年，近代物理学的第一位大师伽利略孤独地离开了人世...

02 转折

就在伽利略去世一年后，一位科学巨匠在英国诞生了，他开创了整个科学时代，这是将一个新时代的转折。


这位科学巨匠当然是牛顿。

为什么他会作为新时代的转折呢？

因为他构建起很多庞大的学科体系，这是他最伟大的地方！

具体牛顿的故事我们上一季已经讲得很详细了（可查阅文末链接）

所谓量变引起质变，在前人亚里士多德、哥白尼、第谷、伽利略、开普勒、笛卡尔之后牛顿将他们所有知识碎片进行了串联，最后发现了最为最高真理的定律。

我们不是01~03篇讲运动的时候有提到过关于运动的一段研究。

伽利略所发现：

一个物体，假如既没有人去推它、拉它，也没有人用别的方法去作用于它，或者简单些说，假如没有外力作用于它，此物体将均匀地运动，即沿一条直线永远以同样的速度运动下去。因此，速度本身并不表明有没有外力作用于物体上。

隔了一代以后，牛顿将伽利略这个正确的结论表述成了惯性定律（事实上，牛顿第一运动定律在很大程度上借鉴了笛卡尔的表述）。

这个定律通常是我们在学校里开始学习物理学时牢记在心的第一条定律，我们有许多人还能记得它：

任何物体，只要没有外力改变它的状态，便会永远保持静止或匀速直线运动的状态。

而这运动的思想研究也促进了微积分的发明。

你看，牛顿自己也说，如果不是笛卡尔他们我是不可能研究出这些定律。相比之下，牛顿站在对自然的敬畏角度比爱因斯坦要低调多了，虽然牛顿本人在和世人方面比较高调...哈哈哈，因为他几乎没朋友，很少。

那么我们就要不经意间问个问题，为什么牛顿的时代不遭迫害，而伽利略却要受迫害呢？

还是政治环境不一样，一个是正在改革中的世界，而一个是新世界。

详细点说就是：

伽利略正好碰上了宗教改革和反宗教改革（也就是天主教会的反击）战斗正酣的时候。这种时候任何事情自然都会被放大到两种势力斗争的大背景下。

牛顿呢，当时的背景有两条：

一则英国当时已经被亨利八世的宗教改革搞的脱离了教廷，虽说警惕天主教叛乱的心思一直不停，但是最激烈的时候已经过去，矛盾在消逝，而不是激化。

二是，牛顿本身也是长袖善舞的一个人，不但是皇家学会的会长，还一度是皇家造币厂的负责人。也就是体制内的人物。

所以牛顿是自己人，还有一点是牛顿还是很聪明， 他没有想伽利略那样公开反驳，其实真的不是时候。

牛顿是怎样呢，他是真的只想研究，要不是他唯一的朋友，如哈雷催促他发表自己的著作《自然哲学的数学原理》，还不知道什么时候会让世人知道呢，另外这不著作的作者还是匿名，你看牛顿都多隐藏之深。

牛顿，让神学和自然哲学分开了，通过数学原理证明了世界的本质！自这一刻开始，人类进入了高强度进化的历程。

当然，牛顿并非神，他也会犯错，牛顿虽认为自己已经发现了自然的本质，一切物质，一切存在都可以用他的公式来证明，小到身边的物体，大到宇宙的星球等。

但是，在水星运动等问题上，他还是没能解决。（具体原理详细我们后面再谈）

这个问题后来是下一次物理学进化才被解决了的，而这一次物理学进化当属爱因斯坦的年代了。

物理学的进化很慢，但是没有巨变都是翻天覆地的，我们不敢说现代的物理学已经很稳固了，其实还有很多东西需要我们去探索。

“自然和自然律隐没在黑暗中；
神说，让牛顿去吧！
万物遂成光明。”

好，今天就先这样~

Masir - 2022/12/28

于 东莞

祝幸福~


参考文献:

1.《文明之光》

3.《伽利略传》


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