我们大多数人都会认为,小球滚动一会儿以后,就会停止下来。但是,伽利略却不这么认为。他认为小球会一直运动下去,不会有终点,而是会永远地保持着运动的状态。
惯性的故事——静止的永远静止,运动的永远运动
事实上,运动的小球的确会永无止境地一直运动下去,只是我们谁都没有亲眼见过永不停止的小球而已。不仅是我们,地球上没有任何一个人看到过这种景象,因为在地球上有很多因素会阻止小球的持续运动。
例如,地面不平会影响小球的运动,即使地面完全光滑,空气的阻力也会阻碍小球永远滚动下去。即使没有空气的影响,也存在地球引力的作用。如果这些阻碍的条件全都不存在,小球就会无止境地运动下去。
你是否相信这样的故事呢?我小的时候非常相信,不过,相信归相信,我心里却常常想:“这么奇怪的事情究竟会发生在哪里呢?”
在空无一物,既没有空气,也没有星星的遥远的宇宙空间里,如果扔出一个小球,就真的会发生这样的情况!小球不会向上偏离,也不会向下偏离,既不会加快速度,也不会减慢速度,而是会一直以相同的速度,永远地运动下去。
不仅是小球,桌子、橡皮、饭碗、扫帚、气球……所有的物体如果在这样的条件下被扔出去,都会保持永不停止的运动。伽利略并没有到过地球之外的宇宙空间,但是他却解开了其中的秘密。
我们不妨想象一下,桌子、橡皮和扫帚在宇宙空间运动的样子,大家是不是觉得有些可笑呢?而宇宙飞船“旅行者”1号,现在仍然以这样的状态在宇宙中飞行着。这艘宇宙飞船上没有航天员,燃料也早已耗尽,它会永远地留在浩瀚的宇宙空间中。(1977年,美国国家航空航天局向太空发射了旅行者号宇宙飞船。宇宙飞船上装载了地球人写给外星人的信。现在,“旅行者”1号已经越过了太阳系的边缘,并且会永远在宇宙中运动下去。)
如果没有任何妨碍,宇宙中的万物将会符合这个规律——运动的物体将会永远运动,而静止的物体将会永远静止,也就是说所有的物体都会永远保持它原来的状态。我们将物体的这种性质称为“惯性”。当这一规律刚刚被提出的时候,人们都觉得非常不可思议。不过,经过了漫长的时间后,科学家们逐渐理解了这个规律。