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第八十四章 格物致知(六)

    支起了各種工具,陳健先拿了一個小銅球,在地上隨意一滾。

    銅球逐漸變慢,最後停了下來。隨後陳健又把這個小球放在了平放在地上的木槽上,這一次銅球滾動的距離遠的很多,速度也變慢了很多。

    「你們看,銅球在地上滾的距離很近、但是在平滑的木槽就能可以滾很遠。同樣,若是結冰,在冰上用爬犁很輕鬆就可以滑行很遠,可要是在沙地上你要是玩爬犁卻會摔個狗啃泥。對吧?」

    「那麼我們是不是可以這樣假設,如果極度光滑、完全沒有任何凹凸和摩擦的平面上,是不是這個小球就停不下來了呢?」

    眾人都點頭,這個問題很顯然,也是很多人都想過的問題,否則就不會有專門賣鯨油和蓖麻油的了,更不會雪天有雪橇和爬犁了。

    「那麼問題來了。假設這個完全沒有摩擦的平面存在,小球會一直動下去。那麼這個一直動下去的原因是什麼呢?是有一隻無形的手在推着它走?還是如我猜測的那樣,萬物都有其中趨於當前狀態的趨勢,除非受到外力才會改變?如果是前一種假設,那麼力就是力量;如果是後一種假設,力是力,而力量是力量,力是改變物體當前趨勢的,而非維持當年趨勢的。」

    這是個最難理解的問題,很多人的腦子轉不過來,完全理解不了為什麼一個正在勻速運動的小球會不受力,如果不受力那麼為什麼會動?

    「基於這兩種假設,我們必須通過實驗來證明。因為有時候世界和我們想像的並不一樣,我們想的未必就是真相,這就需要去驗證。在驗證之前,首先我要問大家一個問題,你們說是不是有一種力量存在,可以讓物體從高處落到低處?」

    「這一點我想是不容置疑的。這股力量,你可以想像你躺在地上,有人踩在你身上壓着你。倘若你下面是個萬丈深淵,那麼就是這股壓到你身上的力量帶着那個人落了下去。」

    「我們首先要明確一個問題,你站在山頂上被踩、站在山底下被踩,所感受的力量是一樣的。但是疑問就出現了,為什麼高處落下的水更有力量,而低處落下的水力量很小呢?這就是整個問題的關鍵,也就是為什麼我把力和力量分開來說的原因。」

    看到眾人已經開始疑惑開始思考,陳健終於墊高了那塊木板,看了一眼操控水滴計時器的師兄,做好了準備。

    「現在已經知道,這個小球放在地上和放在高處,所受到的向下的那個力是相同的。那麼這個小球往下落的時候,速度是一樣的?還是說速度是越來越快的?這是用肉眼無法直觀觀察的,但卻可以用這個小木槽來試驗。」

    連接好了之後,陳健用了不同的高度、不同的長度,重複了二十次實驗。

    最終靠着水滴計時器和斜木板,得出了一個讓這些人都必須認同的結果。不是認同他的嘴皮子,而是認同就在眼前重複了二十次的實驗和水滴計時器以及直尺。

    將每一次測量的結果、距離和時間寫在木板上後,陳健道:「現在,我們可以明確地說,這個小球從斜木板上往下滾落的速度是越來越快的。而且如果我們刨除掉一些摩擦、空氣……你們已經知道,空氣是有質無形的,所以會對小球有阻礙……那麼大致上,可以看出……」

    回身將關於時間的距離的關係整理出來,說道:「可以看出,同樣時間內,小球從上而下滾動的距離和時間的平方有關。為什麼和時間的平方有關?我們假設小球的速度是越來越快的,但是每個極微小的時間內增加的速度是一樣的請注意,這裏是增加的速度而不是速度本身。」

    拿出石膏筆按照這個推測寫出來後,下面再一次響起了雷鳴般的掌聲,根據簡單的勻速增加算法,得出的答案和實驗證明的結論基本相同。


    「由此,我們可以推斷,如果力一直加持在一個物體上,如果這個力保持不變,那麼這個物體會持續地加速,而且每個微小的時間內增加的速度是相同的。」

    「那麼,如果這個結論是正確的,也就證明一個在光滑平面上運動的小球在我們鬆手之後並沒有一種力加持。否則它就會越來越快,而不是保持不動。相反,因為有摩擦的原因,小球還會越來越慢,這正證明了我的那個假設:任何物體都是保持現狀的趨勢,不管這個現狀是運動還是靜止。倘若沒有一個力施加到這個物體上,那麼這個物體會一直保持。同樣,力,是改變這個物體保持現狀的,而非維持現狀的。」

    「咱們可以稱這種維持當前現狀的狀態為慣性,換而言之,力是改變物體慣性的。」

    「那麼我們假設一枚石子不受空氣的阻力,在空中會是個什麼形狀呢?」

    再一次回身,在直角坐標系上用了一個二次方程寫了出來。

    「很顯然,假使不受空氣的阻力,這枚石子飛行的軌跡是一條曲線,換成算式就是一道簡單的一元二次方程。只要知道石子的速度、知道向下拽的那個力的大小,我們可以知道任何時間、時間距離、任何條件下這枚石子的位置。」

    「換成炮彈,也是一樣,這可以讓我們的炮兵技術比起齊國進步一大圈。」

    「那麼,這個向下拽的力量大約是多少?大約能夠提供多少加速度?這個我們如今沒有精確的鐘表,很難測量,但卻可以用幾何學的辦法大致算出來。」

    「只是在算之前,我們還需要提前準備、提前確定一個概念。這個概念就像是定義圓、直線一樣,是不能證明的但卻是整個幾何學的基礎。還是那句話,或許還有其餘的解釋,但這個體系需要這個基礎。」

    這一次眾人默不作聲地點點頭,陳健深吸一口氣,開始了最為難的一步。

    拿出三根彈簧,演示了一下力的平行四邊形法則,這是個眾人之前已經接受的理論,雖然模糊於力這個哲學概念,但卻明白平行四邊形法則的存在。

    隨後又通俗地解釋了一番力與反作用力的關係,這個解釋起來沒有用太多數學推理,而是用了一些常見的現象,加之整個族群的二元哲學觀很容易接受作用力與反作用力的概念,這也算是一個數百年前的善緣。

    最後,則是最為重要的一個問題。

    陳健拿起來一桿秤,秤盤上放着一塊鐵,讀出數之後,陳健道:「這塊鐵重兩斤。」

    隨後拿出了一塊磁石放在了地上,而將秤盤放在了磁鐵上稱重。

    「現在呢,這塊鐵重三斤。那麼,諸位,這是為什麼?」

    「因為你在下面放了塊磁石,磁石對鐵有吸力。」

    一人直接給出了答案,陳健笑道:「那麼問題來了,假設我們生活在一個巨大的磁鐵上,是不是在我們看來鐵就比現在重了?可是這塊鐵並沒有變化,輕重是不是鐵本質固有的屬性?如果是,



  
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