物理：维持运动需要力吗

一辆小车停在地面上，如果不用力推它、拉它，或者不以任何其他方式影响它，它会一直停在那里。当我们用力推着小车的时候，小车就能够不停地向前运动，一旦不推了，小车就慢慢停下来。人们正是凭着这些常见的事实，认为要维持一个物体的运动，就需要不停地对它施加力的作用。

2000多年前，古希腊的学者亚里士多德(公元前384-前322年)曾断言，使物体维持恒定的运动(即速度不变)，就需要恒定的外力作用于它。由于亚里士多德的观点符合人们日常经验的直觉印象，在他以后近2000年的时间里，人们一直认为这种观点是正确的。

但是，这种凭经验得出的结论正确吗?16世纪末，年仅26岁的伽利略，第一个向亚里士多德提出挑战。

伽利略仔细观察研究过物体沿斜面下滑的实验(图5-1)。在实验中，小球从第一个斜面AB滚下后，就会沿着第二个斜面BC向上滚，但小球住第二个斜面上达到的高度略低于小球从第一个斜面滚下时的高度。伽利略认为，这是由于摩擦的缘故。

伽利略推想，如果在完全没有摩擦的情况下，不管第二个斜面的倾斜度是多大，小球滚上第二个斜面的高度应该等于从第一个斜面滚下时的高度(如图5-1中的C、D、E);第二个斜面的倾斜度越小，小球滚动的距离就越远;如果第二个斜面的倾斜度等于零(如图5-1中的BF)，那么小球从第一个斜面滚下来后，就永远达不到起始高度，也就是说，小球将以均匀的速度在无限长的平面上永远运动下去。伽利略由此得出，维持物体的运动，并不需要外力。

17世纪以后，英国物理学家牛顿在伽利略研究的基础上，总结出了惯性定律，也就是牛顿第一定律。

牛顿第一定律告诉我们，物体在不受外力时，将保持它原来的运动状态，即原来静止的物体将保持静止，原来运动的物体将以不变的速度作匀速直线运动。

亚里土多德根据直接观察到的表面现象得出了错误的结论。伽利略通过实验和推理，想象出无摩擦的光滑水平面的理想实验，推断出小球不受外力作用时将以不变的速度永远运动下去。

伽利略从实验出发，把逻辑思维和实验事实相结合，得出了维持运动不需要力的正确结论，推翻了人们信奉了近2000年的亚里士多德的错误观点。还开创了运用实验研究物理学的科学研究方法。伽利略曾深有体会地说：“追求科学需要特殊的勇敢!”