第35章 關於悟性的感悟(5)(1 / 3)

16.純化想像也出真理

亞裏士多德是古希臘的著名學者,他曾斷言:當推動物體的外力停止作用時,原來運動的物體便歸於靜止。也就是說,物體的運動需要依靠外力來維持。他的這種論斷,在兩千多年的漫長歲月中,一直被公認為“真理”。

亞裏士多德的這一論斷的確符合人們日常生活中的經驗:要使一張桌子動起來,就得用力去推它;要使桌子動得快一些,就得多用點力氣推;一旦不推它了,桌子就會停下來。因此許多人都不假思索地同意亞裏士多德的觀點。在曆史上,亞裏士多德既是知識淵博的學者,也是人們頂禮膜拜的“聖人”。誰要是敢於挑他的毛病,說他有什麼問題錯了,立刻就會遭到世人的嘲諷和打擊。

著名的意大利物理學家伽利略是第一個公開懷疑亞裏士多德以上論斷的學者。他沒有單憑直觀經驗去體會亞裏士多德的論斷,而是運用了一種巧妙的思考方法加以研究和分析。

伽利略注意到,一個小球沿著第一個斜麵滾下來,再滾上第二個斜麵,而這個小球在第二個斜麵上所達到的高度,同它在第一個斜麵上開始滾下時的高度相差很小。這個差距是由摩擦產生的阻力造成的。斜麵越光滑,摩擦力越小,這個差距也就越小。

於是伽利略想像:在沒有摩擦力(或摩擦產生的阻力為零)的情況下,不管第二個斜麵的傾斜度是多少,小球在第二個斜麵上總要達到和在第一個斜麵上相同的高度。接著,他又進一步想像:假若第二個斜麵變成可以無限延伸的水平麵,那麼小球從第一個斜麵上滾下來後,將沿著平麵永遠運動下去。

通過這種巧妙思考,伽利略悟出了一個全新的結論:一個運動著的物體在不受外力的作用時,將保持原有的運動狀態,維持勻速直線運動。他的這一論點打破了純粹亞裏士多德被世人公認了兩千多年的觀點。後來,英國物理學家牛頓將伽利略的這一結論進一步總結為力學第一定律,即慣性定律。

伽利略所想像的“沒有摩擦力(或摩擦產生的阻力為零)”,“把平麵無限延伸”等,都是理想化的情況,在現實生活中是不可能存在的。

借助想像,人們可以思考客觀世界所沒有的或不可能看到的東西。比如在現實生活中,找不到沒有大小的“點”、沒有粗細的“線”、沒有厚薄的“麵”,但是這些在人的頭腦中卻可以想像出來,由此幾何學中“點”、“線”、“麵”的概念便應運而生了。

這是一種純粹想像。純粹想像拋開了思考對象的實際情況,但它不是一種可以不要任何根據的自由想像,它依然要以客觀存在的事物為原型。小球、斜麵以及小球在斜麵上的滾動,這些都是現實生活中所存在的。同時,純粹想像還必須有一定的科學依據。伽利略早就做過多次關於落體的科學實驗,比如“比薩斜塔實驗”、“斜麵‘延緩’重力實驗”等。這些實驗為他的上述純粹想像提供了有力的根據。純粹想像是主觀的思考活動,它的基礎和前提是實踐,它最終也要通過實踐來檢驗其正確性。

把思考對象置於純粹狀態,是人們在研究和認識事物內在的本質和規律時經常使用的方法,在這個過程中,往往要拋開一些因素,突出一些因素。例如,為了弄清一頭牛體內血管的分布,在思考時可以把牛的毛、皮、肉、骨骼、內髒等全都舍棄掉,而想像出一頭純粹由血管構成的“牛”。這樣“純粹”以後的牛,雖然不再是一頭活生生的、真實的牛,但它卻能幫助我們更好地弄清牛體內血管的分布情況。

在科學世界裏,許多取得了重大科學成果的著名科學家都是善於運用創造性思考,善於巧妙地進行純粹想像的成功者。

愛因斯坦就是其中的一個。愛因斯坦曾想像過:當一個人坐在電梯裏,電梯的繩子突然斷了,這個人便開始了自由落體運動。這時,如果電梯裏的人扔下手表,那麼站在地上的人會看到,這隻手表也以同樣的加速度在下落。可是以電梯裏的那個人看來,這隻手表對於他來說卻是靜止不動的,仍然留在他的身邊。運用這樣的純粹想像,愛因斯坦從中發現了“等效原理”。

愛因斯坦在創建相對論的過程中設計過一係列的“思想實驗”(英國數學家布羅諾夫斯基幹脆把“思想實驗”稱為“想像實驗”)。除了“電梯實驗”外,愛因斯坦還進行過“火車實驗”、“追蹤光速實驗”等其他的思想實驗,它們都是純粹想像的產物。