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冲力说

冲力说theory of impetus[1]六世纪埃及亚历山大港的一个学者约翰·斐劳波诺斯提出的。他否认天体由神灵推动的自然观。他认为造物主创世之初就赋予天体一种“冲力”。这是一种不随时间流逝的动力,这种动力可以维持物体永远运动下去。因此,运动的物体一般并不需要经常有个推动者和它接触。[2][3]

背景

中世纪时,冲力说透过回教徒再传回欧洲十四世纪牛津大学唯名论者奥卡姆的威廉开始对当时占统治地位的亚里士多德力学进行批判。

理论

奥卡姆的威廉同意斐劳波诺斯的设想,说上帝可能开头给予天体一种不随时间消逝的冲力,因此不需要假定有各种各样的天神天使推动天球。他完全否定托马斯·阿奎那提出的关于上帝存在的第一条证明,即天体运动需要一个原动者。他根据磁棒可以使一块铁动起来而不需要直接接触的事实提出,一个运动的物体不一定需要另一个物体的持续地接触作用。

失败的初现

在牛津,冲力的讨论参与者主要还有沃尔特·伯利(Walter Burley)、理查德·许撒斯(Richard Suiceth)和赫特斯柏立的威廉,不过这种学说很快就失势,到了十五世纪时,牛津的学者大多数都讲授亚里士多德的物理学了。

布里丹的冲力说

但是冲力说在巴黎大学有了进一步的发展,巴黎大学的校长让·布里丹和学生萨克森的阿尔伯特 (哲学家)都是冲力学说的坚定支持者。布里丹称呼促使物体运动的性质为冲力,这冲力是由推动者传送给物体,促使物体运动。他否定了冲力会自己消耗殆尽的想法。布里丹认为永存不朽的冲力是被空气阻力或磨擦力等等逐渐抵销,只要冲力大于阻力或磨擦力等等,物体就会继续移动。[4][5]布里丹的冲力与物体密度和体积成正比;速度越大,冲力也越大;物体内部的物质越多,就能够接受越多的冲力。[6]

从日常观察中,布里丹想出许多反例来反驳亚里斯多德的理论:[6]

  • 假设一个陀螺或磨石绕着固定轴旋转,请问空气怎样在这些物体的后面推动旋转?
  • 现在,为这旋转物量身打造一个铸模,将这铸模包在旋转物外面,不让在旋转物与铸模之间有任何空隙。这样,在旋转物与铸模之间,不会存在任何空气,请问空气怎样推动旋转?
  • 设想一艘拖船拖曳著另一艘,航行于风平浪静的静止大海。现在,将拖绳切断,则因为海水阻力与空气阻力,被拖的船会慢慢的停止航行。在这时候,站在甲板上、面向船前方的海员会感觉到空气对着脸面吹拂,从船前方吹向船后方,试图减慢船的航行;他不会感觉到空气对着后背吹拂,从船后方吹向船前方,试图推动船的航行。
  • 思考石头与羽毛这两种物质,空气应该比较容易推动羽毛。但是,为什么同样地分别将石头与羽毛抛射出去,石头移动的距离比羽毛远了很多?

尽管与惯性的摩登概念极为相似,布里丹只把自己的理论视为亚里斯多德基本哲学的微小修正,坚持许多其他亚里斯多德派的观念,例如,他认为运动状态与静止状态是两种不同的状态。布里丹又主张,冲力不但适用于直线运动,也适用于圆周运动,促使物体(例如,星体)呈圆周运动。[5]

萨克森的阿尔伯特将布里丹的学说广传至意大利与中欧。[7][5]

巴黎冲力说学派的另一代表者是尼克尔·奥里斯姆,他创立了一种用图解表现速度的方法。他用一条地平线代表运动物体所走的距离,再在地平线尽头画一根和地平线垂直的线,代表物体在这已知点的速度。把垂直线的上端联接起来,就形成一个几何图形,是长方形就表明是均匀运动,是三角形就表明是不均匀运动,是曲线就表明是不规则的或“不均匀的”运动。

奥里斯姆于1377年发表的著作《天地通论》提出,当自由落体在加速时,其重量并没有增加,而是冲力增加。假设,挖掘一条直线隧道,从地球表面的A点,穿过地心,挖掘到地球表面的B点,然后将一个重物落入这隧道,则它会从A点,经过地心,移动到B点,就好像单摆从一边摇摆到另外一边。但是,从地心到B点的路途中,它是呈升起状态,而重量只能造成物体掉落,因此冲力与重量不同。[8]

式微

冲力说事实上到了十五世纪时已经有点变质了,不过冲力说在十六世纪初叶还有人讲授。这个学说的衰退是从英羹恩的马昔乐(Marsilius of Inghen)开始的。他设想冲力就像热一样。物体离开运动来源的最远部分,冲力最弱,就像一根棍子离开热源最远的一头最冷一样,物体离开其推动者后,冲力就平均分布到全身的各个部分,就像棍子离开火之后,热就平均分布出去一样,最后冲力逐渐衰退,就像棍子的热散掉一样。

参阅

参考文献

  1. ^ Duhem, Pierre, Physics, History of, Charles G. Herbermann; Edward A. Pace; Condé B. Pallen; John J. Wynne; Thomas J. Shahan (编), The Catholic Encyclopedia: An International Work of Reference on the Constitution, Doctrine, and History of the Catholic Church 12, New York: Encyclopedia Press: 51, 1913
  2. ^ Craig, Edward (编). Philoponus, John. Routledge Encyclopedia of Philosophy, volume 7, Nihilism-Quantum mechanics. 1998: 371–377. ISBN 978-0-415-18712-1. ISBN is for volume 7, not the set.
  3. ^ Lindberg, David C. The Beginnings of Western Science: The European Scientific Tradition in Philosophical, Religious, and Institutional Context, Prehistory to A.D. 1450 second. Chicago, Illinois: University of Chicago Press. 2007: 307–308. ISBN 978-0-226-48205-7.
  4. ^ Jean Buridan: Quaestiones on Aristotle's Physics (quoted at 存档副本. [2011-07-20]. (原始内容存档于2011-07-20).)
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 Glick 2005,第107页
  6. ^ 6.0 6.1 Dugas 1988,第47-50页
  7. ^ Dales, Richard, The scientific achievement of the Middle Ages illustrated, University of Pennsylvania Press: pp. 111, 1973, ISBN 9780812210576
  8. ^ Dugas 1988,第59页
  • Dugas, R., A History Of Mechanics, New York: Dover Publications, Inc., 1988, ISBN 0-486-65632-2
  • Glick, Medieval science, technology, and medicine: an encyclopedia Illustrated, Psychology Press, 2005, ISBN 9780415969307

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