四、牛顿第一定律的发现留给我们的启示

从牛顿第一定律的发现过程可知，理想实验在其中起了决定性的作用．理想实验是人们在科学实验的基础上，运用逻辑推理方法和发挥想象力，在思维中把客观的实验条件和研究对象加以理想化，抽象出来的一种理想化过程的“实验”．伽利略被称为物理实验方法的先祖，同时他又创造了理想实验的方法．他在科学研究中善于运用理想实验的方法，为驳斥亚里士多德的“重物下落速度快”的错误结论，他设计了把轻重不同二物体捆在一起让其自由下落的理想实验，从而推翻了亚里士多德的落体观念．他在发现惯性原理的过程中运用了理想斜面实验，堪称物理史中的一绝．因为他所设计的理想斜面这种在纯粹理想状态下的实验，在 实际当中是无法实现的．尽管我们可以创造各种条件，把运动物体所受的摩擦力和空气阻力尽量减少，但是永远不可能完全排除掉．然而，这并不能阻碍人

们根据多次越来越逼近于理想实验，运用逻辑推理方法进行科学抽象而作出应有的结论．伽利略运用理想实验所得到的结论被牛顿概括总结出牛顿第一定律，成为经典力学的建立基础．在爱因斯坦和英费尔德合著的《物理学的进化》一书中，也曾讲到一个关于惯性定律的理想实验，这对我们进一步理解牛顿第一定律是会有所帮助的．书中写道：“假如有人推着一辆小车在平路上行走，然后突然停止推那辆小车，小车不会立刻静止，它还会继续运动一段很短的距离．我们问：怎样才能增加这段距离呢？这有许多办法，例如在车轮涂油，把路修得很平滑等.车轮转动得越容易、路愈平滑，车便可以运动得愈远．⋯⋯假想路是绝对平滑的，而车轮也毫无摩擦．那么就没有什么东西阻止小车，而它就会永远运动下去．”

理想实验的方法在现代物理学中发挥着越来越大的作用．爱因斯坦曾设计了“同时相对性”的理想实验，通过这一实验他确立了同时性的相对性的科学概念，成为创立狭义相对论的重要基础．理想实验根植于科学实验之中，但它具有现实实验所达不到的极度简化和纯化的程度，因而更有利于探索和揭示自然事物和现象的规律性．运用理想实验，是提出科学假说的重要途径之一，它具有加深对现实实验和研究对象性质及其运动规律的理解，还具有使逻辑证明和反驳更明确、直观及有力的作用，当然，理想实验的结论还须科学观察和实验的检验．