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小學課本裡的《兩個鐵球同時著地》,原來是伽利略弟子杜撰的

老麥侃歷史,今天老麥來跟大家聊聊咱們小學課本裡關於伽利略的一個故事,

小學語文教材中的《兩個鐵球同時著地》

幾十年來,由小學語文課文《兩個鐵球同時著地》,我們記住了伽利略,知道他為駁倒亞里斯多德的經典理論,做了著名的“比薩斜塔鐵球實驗”。但這個“比薩斜塔鐵球實驗”,其實並不存在。

故事于民國時期自國外傳入

在人教版小學語文教材中,《兩個鐵球同時著地》出現在四年級下冊,其文章核心內容大致謂:

當時“研究科學的人都信奉亞里斯多德,把這位兩千多年前的希臘哲學家的話當作不容許更改的真理”——亞里斯多德認為,物體下落速度和其重量成正比。但是伽利略對此表示懷疑,他“那時候才25歲,已經當了數學教授……宣佈要在比薩城的斜塔上做一次公開試驗。”“……伽利略在斜塔頂上出現了。他右手拿著一個10磅重的鐵球,左手拿著一個1磅重的鐵球。兩個鐵球同時脫手,從空中落下來。

一會兒,斜塔周圍的人都忍不住驚訝地呼喊起來,因為大家看見兩個鐵球同時著地了,正跟伽利略說的一個樣”。

這個故事流傳已久,不同圖書中的細節各有不同。1935年商務印書館出版了外國人布賴安特(W·W·Bryant)所著《伽利略傳》。此書說法是:

“……最著名成功事,即在著名批薩斜塔所行之事。依亞里斯多德學說,落體之速度與其重成正比例;故百磅重之物降落較一磅重者快百倍。伽利略否定此說,

只因空氣之阻力,隨物體之大小與形狀而改變,其實二物之降落率相等。斜塔之欄杆為試驗此說極便利之機會。伽利略作此實驗,其結果重者比輕者約快二吋。奇哉!許多反對彼者仍以亞里斯多德為勝,以重者降落較快於輕者,伽利略諷刺彼等以二吋亞里斯多德之九十九碼,蓋此數即照亞里斯多德假設重者至地應快之數。”

2012年,在中國人編寫的一本名為《伽利略:自然科學之父》的書中寫道:

“……伽利略進入公共廣場,滿懷興奮,不時停下來,用他那雙漂亮的眼睛注視三幢出類超群的建築物……比薩斜塔底下站著一大群學生,高聲談笑,好像是來看賽雞表演似的,而不是參加一個莊嚴的科學實驗示範。當然,校長和一些年長資深的教授,怕貶低身份,並沒有來參觀。伽利略從人群中瞥見幾位教授,有些帶著一種藐視的神情,有些似乎是感到厭煩,

也有修士在內。然而,出乎他們意外的是,這兩個品質不相等的鐵球同時落地。”

圖注:伽利略肖像

現有資料無法證明伽利略做過該實驗

1、伽利略做的是一個沒有實際操作的“思想實驗”

以上三則材料內容上有所不同,但都肯定伽利略確實做過“比薩斜塔實驗”。然而,近現代研究者們翻遍當時的各種檔案,也沒有找到任何相關記述。如果這個實驗確如《兩個鐵球同時著地》所說,曾引起很大轟動的話,不可能一點記錄都不留下。1909年,德國學者沃爾維爾(E·W0hlwill)率先表示質疑,“伽利略從未在比薩時的著作中寫過這件事,在後來的著作中也未提到”。1935年,美國學者庫珀(Lane Cooper)在《亞里斯多德、伽利略和比薩斜塔》一書中更大量舉證,證明伽利略沒有做過“比薩斜塔實驗”。

隨著研究不斷深入,科學史學者基本證實,當初伽利略在反駁亞里斯多德“物體下落速度和其重量成正比”這一觀點時,使用的是“思想實驗”,即通過計算和推演,證明結論。在晚年著作《關於兩門新科學的對話》中,伽利略描述了“實驗”的推演過程:按照亞里斯多德的理論,大石頭下落速度大於小石頭,那假設“如果一塊大石頭具有速度8,而一塊較小的石頭具有速度4,那麼當它們合在一起時,系統將以比8為低的速度運動;而當把他們綁在一起時,就變成一塊比以前以8的速度運動的石頭還要大的石頭。所以重的物體比較輕的物體以較低速度運動”。意即按照亞里斯多德的理論,將大小兩塊石頭綁在一起時,會產生兩種自相矛盾的結論,表明該理論不能成立。

沒有著手去做“比薩斜塔實驗”,並無損於伽利略的偉大。如一些學者評論的那樣,“對伽利略而言,科學革命和新舊世界觀的轉換,並不是主要來自更多、更好的觀察……不論是想像的實驗,還是真實的實驗,只要它們是按照數學的要求來設計的,都同樣有效”。愛因斯坦和英費爾德在《物理學的進化》中也說:“伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法是人類認識史最偉大的成就之一,而且標誌著物理學的真正開始。”

作為將實驗引入科學研究的先驅,伽利略也未忽視實驗的驗證作用。他在各種著作中,提到過落體實驗30多次,其中一些實驗地點恰恰是在“塔上”,相信伽利略做過“比薩斜塔實驗”的人,大都引此為依據。事實上,並無法確定那指的是不是比薩斜塔。

2、“比薩斜塔鐵球實驗”最早見於伽利略的一名弟子的著作

那“比薩斜塔實驗”的說法從何而來呢?現在多數學者認為,這一說法最早見於伽利略門徒維維亞尼(Yiviani)所著《伽利略傳》(1654年)。維維亞尼寫道:“由同類物質構成,但重量不同的幾個物體,其運動速度不像亞里斯多德所認定的那樣與其重量成正比例,而是全部以同樣的速度運動。這個論點,他(指伽利略)曾當著其他許多大學講師、哲學家及全體科學家的面,從比薩塔頂反復做實驗加以證明”。

但如前文所述,近現代以來學者們翻遍了當時的各種檔案,也未能找到任何與“比薩斜塔鐵球實驗”相關的資料,如果真如維維亞尼所言,該實驗是“當著其他許多大學講師、哲學家及全體科學家的面,從比薩塔頂反復做實驗加以證明”,是不可能找不到任何記載的。維維亞尼可能是出於美化老師的目的,編寫了這個故事;也可能是按照伽利略手稿《論運動》中有關“塔”的落體實驗誇大而成;還可能是將荷蘭人西蒙·斯台文1587年的落體實驗,誤安在了伽利略頭上。

簡言之,沒有資料能證實伽利略做過“比薩斜塔鐵球實驗”,已是當下學術界的主流意見。如美國學者威廉·H.克勞普爾在《偉大的物理學家》一書中所言:“伽利略是這個傳說中的英雄,雖然他實際上並沒有在比薩斜塔上做過實驗,但在實質上,他完全做了他應當做的事情。”

現在的比薩斜塔

語文教材應重視故事真實性

這是老麥之前整理的文章,

課本裡的《愛迪生救媽媽》是咱們自己杜撰的嗎?

綜上可知,圍繞伽利略和“比薩斜塔實驗”的爭議,已經出現一百多年,現在基本能肯定的是,伽利略沒有在比薩斜塔公開做過鐵球落地的實驗。近年來,一些相對專業的書籍逐漸糾正舊說,如吳國盛《科學的歷程》(1995年)說,“伽利略並沒有在比薩斜塔上做過傳說的那個著名的判決性實驗”。然而,在小學語文教材,及那些專門為少年兒童撰寫的“科普讀物”中,“比薩斜塔實驗”實驗的故事,依舊頻繁出現。

伽利略和“比薩斜塔實驗”的故事,很有一些顧頡剛所謂“層累”的意味,在流傳過程中情節不斷豐富。維維亞尼在《伽利略傳》中說到這個事,只是一個陳述語句,但在中國小學語文課文裡,已經包括了具體的實驗細節、人物心理,乃至圍觀者的言語。在這樣一個缺少史料支撐的事件中,故事的真實性和其細節的豐富程度成反比。

我們相信,只有真實的故事,才能傳達真實的價值理念。用“比薩斜塔實驗”這樣一個本身漏洞百出的“科學常識”,來傳達科學精神,實在是一種諷刺。希望小學語文教材編寫者們能及時採納新的研究成果,將教材中已被證偽的內容,剔除出去。

小學語文《兩個鐵球同時著地》課文

然而,近現代研究者們翻遍當時的各種檔案,也沒有找到任何相關記述。如果這個實驗確如《兩個鐵球同時著地》所說,曾引起很大轟動的話,不可能一點記錄都不留下。1909年,德國學者沃爾維爾(E·W0hlwill)率先表示質疑,“伽利略從未在比薩時的著作中寫過這件事,在後來的著作中也未提到”。1935年,美國學者庫珀(Lane Cooper)在《亞里斯多德、伽利略和比薩斜塔》一書中更大量舉證,證明伽利略沒有做過“比薩斜塔實驗”。

隨著研究不斷深入,科學史學者基本證實,當初伽利略在反駁亞里斯多德“物體下落速度和其重量成正比”這一觀點時,使用的是“思想實驗”,即通過計算和推演,證明結論。在晚年著作《關於兩門新科學的對話》中,伽利略描述了“實驗”的推演過程:按照亞里斯多德的理論,大石頭下落速度大於小石頭,那假設“如果一塊大石頭具有速度8,而一塊較小的石頭具有速度4,那麼當它們合在一起時,系統將以比8為低的速度運動;而當把他們綁在一起時,就變成一塊比以前以8的速度運動的石頭還要大的石頭。所以重的物體比較輕的物體以較低速度運動”。意即按照亞里斯多德的理論,將大小兩塊石頭綁在一起時,會產生兩種自相矛盾的結論,表明該理論不能成立。

沒有著手去做“比薩斜塔實驗”,並無損於伽利略的偉大。如一些學者評論的那樣,“對伽利略而言,科學革命和新舊世界觀的轉換,並不是主要來自更多、更好的觀察……不論是想像的實驗,還是真實的實驗,只要它們是按照數學的要求來設計的,都同樣有效”。愛因斯坦和英費爾德在《物理學的進化》中也說:“伽利略的發現以及他所應用的科學的推理方法是人類認識史最偉大的成就之一,而且標誌著物理學的真正開始。”

作為將實驗引入科學研究的先驅,伽利略也未忽視實驗的驗證作用。他在各種著作中,提到過落體實驗30多次,其中一些實驗地點恰恰是在“塔上”,相信伽利略做過“比薩斜塔實驗”的人,大都引此為依據。事實上,並無法確定那指的是不是比薩斜塔。

2、“比薩斜塔鐵球實驗”最早見於伽利略的一名弟子的著作

那“比薩斜塔實驗”的說法從何而來呢?現在多數學者認為,這一說法最早見於伽利略門徒維維亞尼(Yiviani)所著《伽利略傳》(1654年)。維維亞尼寫道:“由同類物質構成,但重量不同的幾個物體,其運動速度不像亞里斯多德所認定的那樣與其重量成正比例,而是全部以同樣的速度運動。這個論點,他(指伽利略)曾當著其他許多大學講師、哲學家及全體科學家的面,從比薩塔頂反復做實驗加以證明”。

但如前文所述,近現代以來學者們翻遍了當時的各種檔案,也未能找到任何與“比薩斜塔鐵球實驗”相關的資料,如果真如維維亞尼所言,該實驗是“當著其他許多大學講師、哲學家及全體科學家的面,從比薩塔頂反復做實驗加以證明”,是不可能找不到任何記載的。維維亞尼可能是出於美化老師的目的,編寫了這個故事;也可能是按照伽利略手稿《論運動》中有關“塔”的落體實驗誇大而成;還可能是將荷蘭人西蒙·斯台文1587年的落體實驗,誤安在了伽利略頭上。

簡言之,沒有資料能證實伽利略做過“比薩斜塔鐵球實驗”,已是當下學術界的主流意見。如美國學者威廉·H.克勞普爾在《偉大的物理學家》一書中所言:“伽利略是這個傳說中的英雄,雖然他實際上並沒有在比薩斜塔上做過實驗,但在實質上,他完全做了他應當做的事情。”

現在的比薩斜塔

語文教材應重視故事真實性

這是老麥之前整理的文章,

課本裡的《愛迪生救媽媽》是咱們自己杜撰的嗎?

綜上可知,圍繞伽利略和“比薩斜塔實驗”的爭議,已經出現一百多年,現在基本能肯定的是,伽利略沒有在比薩斜塔公開做過鐵球落地的實驗。近年來,一些相對專業的書籍逐漸糾正舊說,如吳國盛《科學的歷程》(1995年)說,“伽利略並沒有在比薩斜塔上做過傳說的那個著名的判決性實驗”。然而,在小學語文教材,及那些專門為少年兒童撰寫的“科普讀物”中,“比薩斜塔實驗”實驗的故事,依舊頻繁出現。

伽利略和“比薩斜塔實驗”的故事,很有一些顧頡剛所謂“層累”的意味,在流傳過程中情節不斷豐富。維維亞尼在《伽利略傳》中說到這個事,只是一個陳述語句,但在中國小學語文課文裡,已經包括了具體的實驗細節、人物心理,乃至圍觀者的言語。在這樣一個缺少史料支撐的事件中,故事的真實性和其細節的豐富程度成反比。

我們相信,只有真實的故事,才能傳達真實的價值理念。用“比薩斜塔實驗”這樣一個本身漏洞百出的“科學常識”,來傳達科學精神,實在是一種諷刺。希望小學語文教材編寫者們能及時採納新的研究成果,將教材中已被證偽的內容,剔除出去。

小學語文《兩個鐵球同時著地》課文