03　伽利略的发现

伽利略认为，不能只对运动做定性的分析，还要做定量的计算。应该用数学定量地描述物体的运动，再用实验去验证，而不是仅仅讨论诸如物体的目的、本性这种形而上学、无法量化的东西。

这就意味着，伽利略放弃了古希腊以来的自然哲学传统，正式创立了以数学和实验为根基、以“描述自然现象”为任务，而不是尝试去“解释自然现象本质”的现代科学。

重物会下落，那就看看它是怎么下落的，第1秒下落了多少，第2秒下落了多少，找找规律。人们说物体越重下落得越快，那就来做实验，看看一个重铁球和一个轻铁球比是不是如此。人们说所有的物体达到它的自然位置之后就会趋于静止，那就来做实验看看到底是不是这么回事。

做了一堆实验之后，伽利略大惊失色，他发现事情根本不是原来想的那样。感觉靠不住，得用实验说话。

首先，伽利略从一系列斜坡实验中发现：一个物体是否运动，跟它有没有受力没有直接关系，运动不需要外力来维持。

他设计了一个光滑的斜坡，发现不管从左边多高的地方放下小球，小球基本上都能达到右边相同高度的地方。

接下来，减小右边的坡度，让右边越来越平。那么，为了达到同样的高度，小球就得运动更远的距离。

最后，把右边的斜坡完全放平，那右边就变成了一个平面，高度永远不变了。这样，无论小球运动多久，运动多远，都不可能再达到与左边相同的高度。永远达不到左边相同高度的意思是：小球会一直匀速直线运动下去（假设地面绝对光滑）。

这就像在溜冰场，地面越光滑，人就能一次性滑得越远。如果地面绝对光滑，人就会永远停不下来，直到碰到其他障碍物。

通过这个实验，伽利略发现运动本身并不需要力来维持，物体不受任何外力作用时也能保持匀速直线运动的状态。那么，力的作用到底是什么呢？用力推椅子，椅子的状态确实改变了，也确实好像是用的力气越大，椅子运动的速度就越大。

伽利略针对这些问题做了进一步研究，最后发现：力不是维持物体运动的原因，而是改变物体运动状态的原因。也就是说，维持物体的运动不需要力，但改变物体的运动就需要力了，力还是非常有用的。小钢球在绝对光滑的地面上能一直做匀速直线运动，速度的大小和方向都不变。但如果用力推小球，小球的速度就会改变。

伽利略的工作非常重要，他不仅开创了现代意义上的科学，指明了科学研究的基本方法，还身体力行，发现了大量物体运动的基本规律，给后人指明了方向。