4 惯性原理
费曼这样介绍惯性原理:如果某个物体在运动,如果完全不受到其它物体干扰,它会一直运动下去,沿直线以不变的速度一直滑行。
接着,他补充道:为什么它会一直滑行?我们不知道,它的行为方式就是那样。
这个补充很重要。因为,不少人学习过惯性定律后,会有一种误解,以为“惯性”解释了物体在不受外力时,为什么会保持原先的运动状态。
其实,惯性只是给物体的这种特别性质起了一个名字,并没有解释物体为何会那样。
惯性定律只是指出了(或者说发现了)物体的一种新性质(或者说行为方式),而不是解释了物体为什么会具有这种性质。
物体的这种性质极普遍、极根本、极重要,所以惯性定律非常重要。
5 伽利略与牛顿
费曼讲义中说,伽利略发现了惯性定律。实际上,伽利略并没有到达惯性定律,而至走了一半(从这一点可以看出,发现惯性定律有多么难!)。完整的惯性定律是由笛卡尔首次提出的。费曼对物理学历史没什么兴趣,所以他讲到物理学的历史发展时,常常不准确。他自己对这一点很清楚,但也不在乎。
说完伽利略发现惯性定律后,费曼紧接着说:牛顿修订了(伽利略的)这个思想,说,改变物体的运动状态,只有一个方法,就是使用力。
这句话简洁明了地指出了伽利略与牛顿工作之间的关系。伽利略提出了什么,牛顿在这基础上又增加了什么。
你们知道糟糕的物理书是什么样吗?就是,只罗列一个又一个事实或知识,但不指出它们之间的联系。而好的物理书,都非常重视指出各个知识之间的联系。
你们知道缺少联系的知识是什么吗?碎片。尽管那些知识出现在书本里(而不是短视频里),也改不了它们的碎片本质。
6 发现指向太阳的力
费曼把惯性原理(所谓的牛顿第一定律)与改变物体的运动状态需要力这两个“知识”相结合,用到对行星绕日运动的分析上,立刻推断出:(假设行星绕圆周运动)行星需要的力不是沿运动方向,而是与运动方向成直角,指向太阳。
费曼总结到:如果存在指向太阳的力,那当然可以把太阳看成(古人所说的)天使!(所以费曼说:后来发现,天使没有翅膀。)
我在上一篇,为了引导大家体会万有引力的神秘,特意把万有引力说成了天使。
现在我来解释,为什么天使应该是太阳,而不是万有引力。
古人的理论(或想象):天使把行星向前推。
牛顿的理论:太阳把行星向自己拉。
太阳与天使,都是向行星施加力的物体。
万有引力是力,与它对应的是旧“理论”中天使的推力,而不是天使。
(我觉得费曼忘了指出,旧理论中天使为了推动行星,需要与行星接触,而根据牛顿理论,天使,就是太阳,隔空就可以把行星向自己拉。)
(以上都在《讲义》第1卷7.3节)
到目前为止,只是发现行星受到指向太阳的力。这与“万有”引力离得还远。牛顿通过怎样的一系列步骤,认识到这种力是“万有”的呢?
这是费曼在7.4节要做的事。如果你喜欢我写的这个系列,请选择合适的方式表示支持。