“因为他用自己的感官来观察、研究星球运转的现象,而不盲目地接受古代的迷信。大约与开普勒同一时代的还有一位意大利科学家伽利略。他也用天文望远镜来观察天体的运转。他在研究月球的表面后,宣称月球像地球一样有高山、有深谷。更重要的是,他发现木星有四个卫星。因此地球并非是唯一拥有卫星的星球。然而,伽利略最伟大的成就还是他首度提出所谓的‘惯性定律’。”
“那是什么意思?”
“伽利略的说法是:‘如果没有外力强迫一个物体改变它所处的状态,则这个物体将会一直维持它原来静止或移动的状态。’”
“这谁都知道呀!”
“但这个观察很有意义。自从古代以来,反对‘地球绕着自己的轴心转’这个说法的人士所持的主要理由之一就是:地球果真绕着自己的轴心转的话,则它的速度会很快,以至于当你垂直丢一块石头到空中时,它会掉落在好几码之外。”
“那这种现象为什么不会发生呢?”
“如果你坐在火车里,把一个苹果丢在地上。苹果并不会因为火车正在移动而向后掉落,而是垂直落地。这是由于‘惯性定律’作用所致。苹果维持在你将它丢下以前同样的速度。”
“我懂了。”
“伽利略的时代并没有火车。不过如果一个人一直向前运球,一旦突然放手后……”
“……球会一直滚动……”
“……因为在你放手后球仍然维持原来的速度……”
“不过它最后还是会停下来,如果房间够大的话。”
“那是因为有其他外力迫使它停下来。第一种力来自于地板,尤其是那种粗糙不平的木头地板。然后则是重力。在重力的作用下,球迟早会停下来,不过,请等一下,我先让你看一样东西。”
艾伯特站起身来,走到那张古老的书桌前。他从抽屉里拿出一样东西,走回原来的地方,并把那样东西放在茶几上。那是一块木头板子,一端有三四厘米厚,另一端则极薄,整张板子几乎就把茶几占满了。艾伯特在板子旁放了一个绿色的弹珠。
“这叫作斜面,”他说,“如果我在比较厚的这一端把弹珠放掉,你想会发生什么事?”
苏菲无可奈何地叹了口气。
“我跟你赌十块钱,它会一直滚到茶几上,最后掉在地板上。”
“我们试试看。”
艾伯特放掉弹珠。它果真像所说的那样滚到茶几上,然后啪一声掉在地板上,最后碰到了通往走廊的门槛。
“真了不起呀!”苏菲说。
“可不是嘛!这就是伽利略所做的实验。”
“他真的有那么笨吗?”
“别急,他是想通过各种感官来观察事物的原理。我们现在只不过刚开始而已。请你先告诉我弹珠为何会沿着斜面滚下去?”
“因为它有重量。”
“好,那么请你告诉我重量是什么。”
“这个问题问得太逊了。”
“如果你不能回答,它就不算逊。到底弹珠为什么会滚落到地板上?”
“因为重力。”
“答对了,你也可以说是地心引力。重量与重力有关,而重力就是使得弹珠移动的那个力量。”
此时艾伯特已经把弹珠从地板上捡起来了。他再度俯身站在那块斜面上方,手里仍拿着弹珠。
“现在我要试着让弹珠滚过斜面。”他说,“你注意看它怎样移动。”
他把腰弯得更低,瞄准目标,试着让弹珠滚过斜面。苏菲看到弹珠逐渐沿着坡面斜斜地滚了下来。
“发生了什么事?”艾伯特问。
“它斜斜地滚,因为板子有坡度。”
“现在我要在弹珠上涂墨汁……然后我们就可以看看到底你所谓的‘斜斜地滚’是什么意思。”
他找出一只墨水刷,把整个弹珠涂黑,然后再度使它滚动。这次苏菲很明显看到弹珠在斜面上滚动的路径,因为它滚过之处留下了一条黑线。
“现在你可不可以描述一下弹珠移动的路线?”
“是弧形的……看起来好像是一个圆圈的一部分。”
“一点也没错。”
艾伯特抬头看着苏菲,眉毛抬得高高的。
“不过那并不完全是圆形。这种图案叫做抛物线。”
“哦?”
“嗯。可是弹珠为什么会这样滚动呢?”
苏菲用心地想了一下,然后说:“因为板子有坡度,所以弹珠被重力拉往地板的方向。”
“对了!这岂不是太让人兴奋了吗?我随便拉了一个小女孩到我的阁楼来,做一个实验,她就可以领悟到伽利略所发现的原理!”
他拍拍手。有一阵子,苏菲很担心他已经疯了。他继续说:
“你刚才看到的是两种力量同时作用在一个物体上时所产生的效果。伽利略发现这个原理同样也适用在炮弹等物体上。炮弹被推入空中后在一段时间内会继续飞行,但迟早会被牵引到地面上,所以它会形成像弹珠滚过斜面一样的轨线,这是伽利略那个时代的新发现。亚里士多德认为一个斜斜向空中抛出的抛射体会先呈微微的弧形,然后垂直地向地面降落。但实际情况并非如此。不过没有人知道亚里士多德的错误,除非用实验来证明。”
“这个定律有什么重要性吗?”
“当然!孩子,这件事意义非凡,而且肯定是人类史上最重要的一项科学发现。”
“为什么呢?”