伽利略真在比薩斜塔扔過球？根本沒有！

古希臘權威思想家亞里士多德曾經斷言：物體從高空落下的快慢同物體的重量成正比，重者下落快，輕者下落慢。比如說，十磅重的物體落下時要比一磅重的物體落下快十倍。多少年來，人們都把這個錯誤論斷當作真理而信守不移。

直到16世紀，伽利略發現了這一理論在邏輯上的矛盾。伽利略說，假如有質量不同的大小兩塊石頭，按照亞里士多德的論斷，質量小些的小石頭下落慢，大石頭下落快，要是我們把這兩塊石頭捆在一起，那這塊重量等於兩塊石頭重量之和的新石頭 ，將以何種速度下降呢？

如果仍按亞里士多德的論斷，勢必得出截然相反的兩個結論。一方面，新石頭的下降速度應小於第一塊大石頭的下降速度，因為小石頭會拖大石頭的後腿，使大石頭下降速度減緩；另一方面，新石頭的下降速度又應大於第一塊大石頭的下降速度，因為把兩塊石頭捆在一起，它的重量大於第一塊大石頭。這兩個互相矛盾的結論不能同時成立，可見亞里士多德的論斷是不合邏輯的。

伽利略進而假定，如果兩個物體受到的空氣阻力相同，或將空氣阻力略去不計，那麼，兩個重量不同的物體將以同樣的速度下落，同時到達地面。

為了證明這一觀點，傳言1589年的一天，年方25歲的伽利略，同他的辯論對手及許多人一道來到比薩斜塔。伽利略登上塔頂，將一個重100磅和一個重1磅的鐵球同時拋下。在眾目睽睽之下，兩個鐵球出人意料地差不多是平行地一齊落到地上。後來，伽利略又通過大量實驗證明，物體下落的時間和質量無關，這便是自由落體定律。

好了，故事聽完了，那麼問題來了，伽利略真的在比薩斜塔做過實驗嗎？為何伽利略本人雖在著作中描述過這個實驗，但從未聲稱自己真的做過。經過後人考證，很可能是伽利略本人將比薩實驗以思想實驗的形式敘述給他的學生，而年輕的學生錯以為這是真實發生過的事情而記了下來。

伽利略的一個論敵，一位比薩的物理學教授倒是為了與伽利略論戰，於1612年做的這個實驗，而實驗的結果支持的是亞里士多德。「他觀察到：具有相同材料而重量不同的物體並非同一時刻到達地面。」伽利略在後來的一部著作《關於兩門新科學的對話》中對這位教授的實驗做了這樣的解釋：「亞里士多德說，一個一百磅的球從一百腕尺的高度落到地面時，從同一高度落下的一磅的球才下落一腕尺。我說它們將在同一時刻到達地面。通過做這個實驗你發現大球超過小球兩英寸。現在，你想要把亞里士多德的九十九腕尺的誤差用兩英寸掩蓋起來，只強調我的微不足道的誤差，而閉口不談亞里士多德的重大錯誤。」

另外，伽利略本人並不是第一個想到落體實驗的點子的。英國科學史家斯蒂芬·F.梅森在《自然科學史》指出，是Simon Stevin於1586年在Delft的教堂塔樓上，用兩個鉛球做了落體實驗，通過響聲證明二者是同時落地，並證偽了亞里士多德的落體學說。可惜他並沒有就此建立一套基於數學的落體理論，因此今天我們的功勞還是給了伽利略。

國內出現較早的伽利略傳記是李珩先生編寫的《實驗科學創始人伽利略》，書中生動地記有伽利略在比薩斜塔進行球體實驗的場面。書中的記敘與基礎教育讀本一致。這個傳說的轉述，構成了國內理解伽利略的一種故事原型。

實際上，現實生活中「科學常識」的謬誤還有很多。任定成先生在給《關於托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》寫弁言時曾指出：「遺憾的是，我們的基礎教育課本和不少科普讀物中講的許多科學史故事都是誤訛相傳的東西。比如，把血液循環的發現歸於哈維，指責道爾頓提出二元化合物的元素原子數最簡比是當時的錯誤，講伽利略在比薩斜塔上做出落體實驗，宣稱牛頓提出了牛頓定律的諸數學表達式，等等。」此外，還有耳熟能詳的「愛迪生救媽媽」的故事……這些都構成了科學普及的常識之謬，構成了基礎教育之誤。

資料顯示伽利略並沒有在比薩斜塔上做過兩個鐵球同時著地的實驗

「比薩斜塔鐵球實驗」的故事，民國時期由國外傳入，近幾十年被寫入小學語文教材。

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《亞里士多德、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士多德「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。

「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）。他很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。

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，從比薩塔頂反覆做實驗加以證明」,是不可能找不到任何記載的。

另據記載，1612年有一個人在比薩斜塔上做過這樣的實驗，但他是為了反駁伽利略而作這個實驗的，結果是兩球並沒有同時到達地面。由於空氣的影響，這個實驗結果並不足以反駁伽利略力學理論的正確性。

無論伽利略有無做這個實驗，都不影響他是一位對人類進步作出重大貢獻的偉大的科學家。

綜合自JSBC未來科學家、麗澤哲學苑

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