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300年來 我們一直誤解了一個重要物理定律

當艾薩克·牛頓於1687年在羊皮紙上記下他現今廣為人知的運動定律時,他只能希望300年後我們還在討論它們。

牛頓用拉丁文概述了三條描述物體運動如何在我們的宇宙中受治於普適定律,這些定律已經被翻譯、抄錄、討論和辯論了很長時間。

但是,根據一位語言和數學哲學家的說法,我們可能一直在細微處稍微錯誤地詮釋牛頓運動第一定律的精確措辭。

維吉尼亞理工大學哲學家Daniel Hoek在發現他描述為牛頓拉丁文《自然哲學的數學原理》1729年英文翻譯中的一個「笨拙誤譯」後,想要「澄清事實」。

根據這個翻譯,無數學者和教師從那時起就將牛頓的慣性第一定律解釋為,除非外力介入,否則物體將繼續沿直線運動或保持靜止。

這個描述在你意識到外力時刻在作用的情況下效果很好,這肯定是牛頓在措辭上會考慮的。

Hoek重新查看檔案記錄,意識到這個常見的釋義包含一個誤譯,直到1999年兩位學者注意到被忽略的一個拉丁詞quatenus的翻譯,其意思是「在某種程度上」,而不是unless(除非)。

對Hoek來說,這完全是兩個意思。他說,新的理解顯示牛頓的意思是,物體動量的每一個變化——每一個衝擊、下降、轉彎和加速——都是由外力造成的,而不是描述一個物體如果不受外力影響會如何保持動量。

「通過恢復那一個被遺忘的詞[在某種程度上]物理基本定律的原本輝煌被恢復。」Hoek在關於他的論文的博客文章中寫道。

然而,那個至關重要的更正從未流行起來。即使現在,它也可能難以對抗幾個世紀的重複所形成的權威。

「有些人發現我的解釋過於狂野、非傳統,不值得認真對待。」 Hoek評論道,「其他人則認為它顯然是正確的,幾乎不值得辯護。」

普通人可能會同意這聽起來像語義學。Hoek承認這種重新解釋不會也不會改變物理學。但仔細檢查牛頓自己的著作可以澄清這位開創性數學家當時的思想。

「人們已在慣性定律的真正目的上大費唇舌。」 Hoek解釋道,作為一個學生,他困惑於牛頓的意思。

(示意圖)

如果我們採用通行的翻譯,即物體以直線運動,直到力量驅使它改變方向,則會提出一個問題:為什麼牛頓要寫出一個關於沒有外力作用的物體的定律,而在我們的宇宙中不存在這樣的物體;引力和摩擦無處不在?

「慣性第一定律的重點是推斷力的存在。」牛頓著作專家、泰夫斯大學哲學家George Smith如是說。

事實上,牛頓給出了三個具體示例來闡明他的運動第一定律:根據Hoek的說法,最有見地的是陀螺——我們知道,它因空氣摩擦而以收緊的螺旋減速。

「通過這個例子,」 Hoek寫道,「牛頓明確向我們展示了他理解的第一定律如何應用於受力加速的物體——即適用於真實世界的物體。」

Hoek說這種修訂後的解釋帶出了牛頓當時非常革命性的一個最基本思想。那就是,行星、星星和其他天體都遵循與地球物體相同的物理定律。

「速度的每一個變化和方向的每一個傾斜,」 Hoek思索道——從原子群到旋渦星系——「都受牛頓第一定律約束。」

這再次使我們所有人感覺到與遙遠太空的聯繫。

這篇論文發表在《科學哲學》雜誌上。

責任編輯: 李冬琪  來源:煎蛋網 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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