中世纪的学说

6 世纪希腊有一位学者对亚里士多德的运动学说持批判态度,他叫菲洛彭诺斯(J.Philoponus)。他认为抛体本身具有某种动力,推动物体前进,直到耗尽才趋于停止,这种看法后来发展为“冲力理论”。代表人物是英国牛津大学的威廉(William of Ock− ham,1300—1350),他认为,运动并不需要外来推力,一旦运动起来就要永远运动下去。他写道: “运动并不能完全与永恒的物体区分开,因为当可以用较少的实体时, 就无需用更多的实体⋯⋯。没有这一额外的东西,就可以对各种运动给予澄清。”例如,关于抛射体运动,他解释为:“当运动物体离开投掷者后,是物体靠自己运动,而不是被任何在它里面或与之有关的动力所推动,因为无法区分运动者和被推动者。”①他举磁针吸铁为例,说明要使铁运动并不一定直接接触,并且还进一步设想,这种情况在真空中也能实现,可见亚里士多德认为真空不存在的说法是可疑的。

当然,威廉的说法并不等于惯性原理,但是却是走向惯性原理的重要步骤。因为,如果运动不需要原因,一旦发生就要永远持续,亚里士多德的推动说就要从根本上受到动摇。

巴黎大学校长布里丹(F.Buridan,1300—1358)也是批判亚里士多德运动学说的先行者。他反对空气是抛射体运动的推动者,亚里士多德

① A.Franklin,Am.J.Phys.44,(1976)p.537.

对抛射体的解释是:在抛射体的后面形成了虚空区域,由于自然界惧怕虚空,于是就有空气立即填补了这一虚空区域,因而形成了推力。布里丹反问道:“空气又是受什么东西的推动呢?显然还有别的物体在起作用,这样一连串的推动根源何在呢?他又举出磨盘和陀螺为例,它们转动时无前后之分。两支标枪:一支两头尖,另一支一头尖一头钝,然而投掷时并不见得前者慢后者快。水手在船上,只感到迎面吹来的风,而不感到背后推动的风。这些都说明:“空气持续推动抛射体”的说法不符合事实。于是他提出“冲力理论”,认为:“推动者在推动一物体运动时,便对它施加某种冲力或某种动力。”

布里丹的工作有两个人继续进行,一位是Saxony 的阿尔伯特(Albert, 1316—1390),另一位是奥里斯姆(Nicholas Oresme,1320—1382), 他是布里丹的学生。他们发展了冲力理论,阿尔伯特运用冲力来说明落体的加速运动,认为速度越大,冲力也越大,他写道①:

“根据这个(理论)可以这样说,如果把地球钻通,一重物落入洞里,直趋地心,当落体的重心正处于地心时,物体将继续向前运动(越过地心),因为冲力并未耗尽。而当冲力耗尽后,物体将回落。于是将围绕地心振荡,直到冲力不再存在,才重又静止下来。”

请注意,阿尔伯特这个例子后来伽利略在《两大世界体系》中也有讨论,可见布里丹、阿尔伯特、奥里斯姆等人的早期工作为伽利略和牛顿开辟了道路。不论是伽利略,还是牛顿,都在自己的著作中留下了冲力理论的烙印。