我們大多數(shù)人都會認為,小球滾動一會兒以后,就會停止下來。但是,伽利略卻不這么認為。他認為小球會一直運動下去,不會有終點,而是會永遠地保持著運動的狀態(tài)。
慣性的故事——靜止的永遠靜止,運動的永遠運動
事實上,運動的小球的確會永無止境地一直運動下去,只是我們誰都沒有親眼見過永不停止的小球而已。不僅是我們,地球上沒有任何一個人看到過這種景象,因為在地球上有很多因素會阻止小球的持續(xù)運動。
例如,地面不平會影響小球的運動,即使地面完全光滑,空氣的阻力也會阻礙小球永遠滾動下去。即使沒有空氣的影響,也存在地球引力的作用。如果這些阻礙的條件全都不存在,小球就會無止境地運動下去。
你是否相信這樣的故事呢?我小的時候非常相信,不過,相信歸相信,我心里卻常常想:“這么奇怪的事情究竟會發(fā)生在哪里呢?”
在空無一物,既沒有空氣,也沒有星星的遙遠的宇宙空間里,如果扔出一個小球,就真的會發(fā)生這樣的情況!小球不會向上偏離,也不會向下偏離,既不會加快速度,也不會減慢速度,而是會一直以相同的速度,永遠地運動下去。
不僅是小球,桌子、橡皮、飯碗、掃帚、氣球……所有的物體如果在這樣的條件下被扔出去,都會保持永不停止的運動。伽利略并沒有到過地球之外的宇宙空間,但是他卻解開了其中的秘密。
我們不妨想象一下,桌子、橡皮和掃帚在宇宙空間運動的樣子,大家是不是覺得有些可笑呢?而宇宙飛船“旅行者”1號,現(xiàn)在仍然以這樣的狀態(tài)在宇宙中飛行著。這艘宇宙飛船上沒有航天員,燃料也早已耗盡,它會永遠地留在浩瀚的宇宙空間中。(1977年,美國國家航空航天局向太空發(fā)射了旅行者號宇宙飛船。宇宙飛船上裝載了地球人寫給外星人的信?,F(xiàn)在,“旅行者”1號已經(jīng)越過了太陽系的邊緣,并且會永遠在宇宙中運動下去。)
如果沒有任何妨礙,宇宙中的萬物將會符合這個規(guī)律——運動的物體將會永遠運動,而靜止的物體將會永遠靜止,也就是說所有的物體都會永遠保持它原來的狀態(tài)。我們將物體的這種性質(zhì)稱為“慣性”。當這一規(guī)律剛剛被提出的時候,人們都覺得非常不可思議。不過,經(jīng)過了漫長的時間后,科學家們逐漸理解了這個規(guī)律。