“牛顿第一定律”发现者竟然另有其人，原来是伽利略而并非牛顿

亚里士多德对运动与力之间关系的理解

在两千多年以前的古希腊，人们就开始关注并研究运动和力的关系问题，希腊哲学的集大成者亚里士多德在当时有着极高的社会威望。

亚里士多德

亚里士多德通过对马拉马车等等大量运动现象的观察发现了这样的现象：要想让马车持续前进就必须让马持续拉马车，如果马对马车的拉力撤去了，马车就会停下来！他认为物体受到力的作用才会运动，如果不受力，物体就应该是静止的。

马拉马车

由此他得出了一个重要的结论：力是维持物体运动的原因，有力的时候物体才会运动。由于当时人们的认知水平有限而且又受限于亚里士多德的权威性，导致他的这条结论统治了当时人们的思想近两千年，在此后的很长一段时间里，人们始终坚定不移的相信亚里士多德的观点和结论。

伽利略对运动与力之间关系的研究

到了17世纪，亚里士多德的这一观点才逐渐受到科学家的批判，而意大利更是出现了一位强调用“数学与实验相结合”的研究方法来理解自然规律的伟大科学家，他就是“近代科学之父”——伽利略，他开创了以实验事实为依据，结合严密的数学逻辑进行推理的科学研究体系，推动了近代实验科学的发展！

伽利略

既然伽利略非常重视实验与推理相结合的科学研究方法，当然就对亚里士多德这种通过观察总结而来的“力是维持物体运动的原因”的结论持有怀疑态度。

• 猜想与假设

他观察到一个非常重要的现象：当一个物体在上坡时它的速度会越来越慢，当它在下坡时速度就会越来越快。看到这个现象你会想到什么呢？

伽利略做了一个大胆的猜测：如果一个物体具有一定的速度，只要它没有加速或者没有减速，那么它的速度就将保持不变，一直持续运动下去！

• 设计实验

这也仅仅只是一个猜测，根据这一现象，他设计了著名的“斜面实验”来验证他的想法。

他设计的实验大概是这个样子的：

斜面实验

• 实验器材准备：

1、准备一个光滑的黄铜球。

2、找一个长木板，在中间刻出了一个凹槽（可容纳铜球在其中滚动），这个凹槽尽量打磨的光滑或者用光滑的羊皮纸衬着。

实验器材准备

• 开始实验：

1、将长木板的两端垫起，首先使两端斜面倾斜的角度相同，将铜球放在左边斜面的某一高度处释放，并记录释放铜球的高度。

观察到的现象：铜球沿着左边斜面滑下之后，冲上了右边的斜面，并且达到了跟左边释放铜球相同的高度后返回！

2、保持左边坡度不变，将长木板的右端斜面坡度放缓，继续将铜球置于跟第一次相同的位置释放。

观察到的现象：铜球沿着左边斜面滑下之后，继续冲上了右边的斜面，并达到了与释放位置等高的位置后返回，但是发现这次铜球在右边斜面上滑过的路程要比第一次实验长。

3、继续保持左边的坡度不变，右边的坡度再次放缓，将铜球继续置于左边斜面相同的位置释放。

实验现象：铜球释放之后依然是在右边斜面上达到了与左边释放点等高的点之后返回！同时发现，此次小球在右边斜面上滑过的路程更长了。

斜面实验现象图解

注意：此实验三次小球必须由同一位置释放，因为释放的位置不同，小球冲上右边斜面的时候速度就不同，为了保证铜球以相同的初速度冲上右边的斜面，就必须控制三次铜球在左边斜面同一位置释放，这种实验方法叫做“控制变量法”。

• 实验分析：

铜球从左边斜面滑下之后冲上右边的斜面我们很好理解，就跟坐过山车似的，从一个坡上下来必定会冲上另一个斜坡。

由于我们的斜面和铜球都非常的光滑，我们会发现铜球每次都会尽量达到与释放高度相同的高度，可是我们让斜面却越来越缓，这就会导致，小球必须有过更长的路程才能达到释放的高度。

这时候我们就需要用到进行科学研究最常用的实验方法——“推理法”，我们可以合理的外推一下，当我们将右边的斜面放平的时候，小球如果还想达到与释放位置相同的高度会怎样运动？

这里我们根据实验现象进行合理的推理后的结果是：小球将一只匀速运动下去！

• 得出结论

伽利略认为，如果将右边的斜面放平，铜球就应该一直以一定的速度持续运动下去，永远不会停下来，而实验中铜球会慢慢的停下来原因是收到了摩擦阻力和空气阻力，如果铜球不受阻力的话，就能一直持续运动下去了！

伽利略通过斜面实验和严格的逻辑推理敏锐地捕捉到这一重要的信息，由此他得出了一个重要的结论：力不是维持物体运动的原因，如果物体不受力的作用，静止的物体会一直保持静止，而运动的物体则会一直以这个速度运动下去，也就是做匀速运动。这个结论就是“惯性定律”或者“牛顿第一定律”的雏形！

笛卡尔对运动与力之间关系的理解和补充

笛卡尔

伽利略的实验及结论对笛卡尔研究宇宙的自然规律产生了巨大的影响，笛卡尔通过在伽利略的基础之上让其结论又前进了一步，他认为：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，如果一个物体不受力，它将保持静止或者匀速直线运动！

我们发现，笛卡尔不仅想到了力不维持物体的运动的原因，而且说明了力是改变物体运动状态的原因，运动的物体如果不受到力的作用，不仅会匀速运动，而且方向也不会变，它会做匀速直线运动！

看到这里，相信你也已经发现了，牛顿第一定律已经呼之欲出了。

牛顿对运动与力之间关系的总结与归纳

艾萨克·牛顿

牛顿在总结前人经验的基础之上，提出了著名的“牛顿第一定律”：一切物体在没有受到力的作用时，总保持静止状态或者匀速直线运动运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止！

这就是我们所熟知的“牛顿第一定律”的发现过程，我们发现，牛顿对“牛顿第一定律”的贡献其实并没有伽利略那么大，只不过是总结前人的经验而已。

所以说，“牛顿之所以伟大，是因为他站在巨人的肩膀上。”

这句话虽然是牛顿调侃胡克的话，不过他的伟大还真离不开伽利略，那么，他所说的伟人就算不是胡克，也应该是伽利略。

所以说，“牛顿第一定律”的第一发现者应该是伽利略而并非牛顿！