手松开之后

抛出一块石头,在手刚刚松开的时刻问一个麻烦的问题:接下来是谁让它继续向前?

一种影响深远的亚里士多德式解释,让周围介质承担了继续推动抛射物的角色。到了十四世纪,这个答案越来越勉强。在巴黎的讲授中,让·布里丹认为,投掷者给石头注入了一种“冲力”。物体因为携带这种获得的运动倾向而继续前进,空气阻力和重力则逐渐改变它。

buridans thrown stone 静态力学图 stone stone x x y y v(t) = 18 m/s v(t) = 18 m/s F_g = 9.81 N F_g = 9.81 N
时间 0s 动画已调整播放速度,时间读数仍为真实物理时间。
图示说明

动态物理图:buridans_thrown_stone;展示时间。

这是用现代模型重建的抛体,不是布里丹的计算。不断变化的速度箭头,把后来力学才会清楚完成的分解展示出来:向前运动与向下加速可以同时存在。

错误理论也能推动问题

“冲力”并不是牛顿惯性。布里丹认为它会被消耗或破坏,也没有据此建立普适的数学力学。这恰好说明这段历史为什么重要。

物理史不是一场每个人都把完整定律交给下一棒的接力。有时进步只是改变了解释被允许放在哪里:运动不再需要外界每一刻都推着走,运动物体自身的状态开始进入答案。

两个世纪后,伽利略会把运动放慢并测量它。布里丹已经让人能够追问:手离开以后,物体究竟保留了什么?