伽利略斜面實驗示意圖? 摘要：在批判、繼承和豐富發展從公元前4世紀亞裡士多德至16、17世紀伽利略、笛卡爾和牛頓等人關于物體運動現象研究理論的基礎上；在綜合分析、梳理和科學總結曆代物理學人有關物體慣性問題探讨的基礎上選擇最宜于人們普遍接受的水輪實驗和伽利略斜面實驗進行類比分析研究，得出的基本結論是：，下面我們就來說一說關于伽利略斜面實驗示意圖?我們一起去了解并探讨一下這個問題吧!

伽利略斜面實驗示意圖

摘要：在批判、繼承和豐富發展從公元前4世紀亞裡士多德至16、17世紀伽利略、笛卡爾和牛頓等人關于物體運動現象研究理論的基礎上；在綜合分析、梳理和科學總結曆代物理學人有關物體慣性問題探讨的基礎上。選擇最宜于人們普遍接受的水輪實驗和伽利略斜面實驗進行類比分析研究，得出的基本結論是：

1、慣性是表征物體自然存在狀态的天生本性，這種天生本性表現在自然力對立統一矛盾的相互作用是産生、維持和改變物體運動狀态的根本原因；

2、自然力的作用點位置是決定物體本身固有慣性性狀（靜止或運動）及其内在物理機制的根源；

3、自然力的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素。

關鍵詞：引力作用 支撐反作用力 對立統一 矛盾 作用點位置

本文由三個部分構成：

一、伽利略斜面小球滾動實驗推論存在的問題

二、選用水輪實驗作為探讨物體慣性運動現象的科學依據和意義

三、水輪實驗和伽利略斜面小球滾動實驗的類比分析及其結果

引言

德國天文學家開普勒，在從1618年至1621年分三階段發表的著作《哥白尼天文學概要》裡，最先提出'慣性'這一術語，拉丁語為'懶惰'之意，與當今的诠釋截然不同。開普勒以對于運動變化的抗拒來定義慣性，這仍舊是根據亞裡斯多德的靜止屬性為自然狀态的前提。直至後來伽利略的研究和牛頓将靜止與運動統一于同一原理，即“慣性原理”。慣性，及其慣性運動定律是探究全部力學問題最基本的概念。自有史以來，不少學人在探索研究有關物體慣性問題上費盡周折，堅持不懈付出了艱辛的努力。但是，迄今為止一切讨論與“慣性”運動現象相關的理論問題仍未徹底解決，所有闡述與“慣性”有關的知識形态僅屬于一種“唯象”理論，沒有從根本上揭示有關物體作慣性運動現象的内在物理機制。針對這種情況，在現當代物理學界從事這一研究的許多人中都深感頗為無奈。如果不是出于無奈這種情形，被公認為繼愛因斯坦之後最睿智的理論物理學家費曼則不會說：“沒有人找到為什麼物體會按慣性而行的原因。我們不知道慣性定律的來源”。中科院理論物理研究所郭漢英研究員也認為：“作為一個理論體系，牛頓理論并沒有完成……慣性在牛頓體系中起着核心作用，其起源卻無法解決”。因此，揭開“慣性”起源的神秘面紗，從根本上解決物體慣性運動現象其内在物理機制問題，推進并取而代之傳統理論力學煥發生機與活力，對于引領、構建和豐富完善現當代力學理論，乃至整個物理學體系獲得前所未有的開創性發展具有重要的裡程碑意義就自然成了本文探讨的初衷和目的。

衆所周知，意大利伽利略（Galileo Galilei，1564-1642）在人類科學發展史上作出卓越貢獻是有目共睹的。他以細緻的觀察探究活動推翻了純屬思辨傳統的自然觀，開創了以實驗事實為根據且具有缜密邏輯體系的近代科學，被譽為“近代力學之父”、“近代科學之父”。其主要工作貢獻為牛頓理論體系的建構奠定了堅實的基礎，以緻于愛因斯坦給予了高度的評價：“伽利略的發現以及他所應用的科學推理方法是人類思想史上最偉大的成就之一，而且标志着物理學的真正開端”。

誠然，伽利略的偉大成就是值得後人仰慕和敬重的，但他在其力學理論上的探索仍有瑕疵和缺陷。對此，筆者鬥膽僅就伽利略斜面實驗推論提出疑問，結合具有可操作性的水輪實驗與其進行類比分析論證作出合理解答。

一、伽利略斜面小球滾動實驗推論存在的問題

17世紀，伽利略在他的著作中多次提到過類似于慣性的說法。他分别于1632年和1638年，在《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關于力學和位置運動的兩門新科學的對話》（簡稱《兩門新科學》）中記錄了他的理想斜面實驗，并推想得出結論：“假設物體沿光滑斜面落下，并沿着另一斜面向上運動，則物體不受斜面傾角的影響仍将達到和原來同樣的高度，隻是需要的時間不同而已”[1]。伽利略得到的結論被後人以為是打破自公元前4世紀亞裡士多德時代以來一千年間關于受力運動的物體，當沒有外力作用時物體就停止運動的陳舊觀念。伽利略所做的理想斜面實驗如下：

當小球沿着光滑斜面從靜止狀态開始下滾，小球将滾上另一斜面達到與原來的同一高度然後再反向來回滾動。減小斜面傾角後，小球在另一斜面上仍達到同一高度但滾得遠些，斜面平放時，小球一旦具有某一速度且不受外力影響，就将保持這一勻速沿直線繼續持久滾動。

當小球沿斜面向下滾動時速度增大，向上滾動時則減小。小球沿水平面滾動時，速度應不變。但由于存在摩擦阻力，小球的滾動速度會變得越來越慢直至最後停下，倘若斜表面越光滑小球便會滾得越遠。 由上述情況推知，在沒有摩擦阻力存在的前提下，小球将永遠滾動下去。

伽利略通過“理想斜面實驗”和科學推理除了得出物體運動距離跟時間平方成正比關系以及推知自由落體運動加速度定律的結論之外，他還得出被後人普遍認為：“力不是維持物體運動狀态的原因 ”，從而否定了亞裡士多德關于“運動要靠力來維持”的言論。法國科學家笛卡爾于1644年在他的《哲學原理》一書中補充和完善了伽利略的觀點，他指出：“如果運動中的物體沒有受到原來的力以及更多外力的作用，它将繼續以同一速度沿同一直線運動，既不停下來，也不偏離原來的方向”[2]。

1687年，牛頓在伽利略、笛卡爾等人有關物體慣性運動研究的基礎上，把慣性運動作為一條重要定律和原理正式提出了自己的觀點：“任何物體都要保持勻速直線運動或靜止狀态，直到外力迫使它改變運動狀态為止”[3]，換句話說就是“靜者恒靜”或“動者恒動”，這是牛頓首次确立的第一運動定律。

從伽利略有關斜面小球滾動實驗推論的情況來看，雖說似乎有些道理，什麼道理? 就是不受“斜面傾角”和“接觸面摩擦阻力”的影響小球将永遠滾動下去。由此得出被後人普遍認為“力不是維持物體運動狀态的原因 ”所形成的主流共識。然而，形成這種根深蒂固的結論性認識并不符合客觀事實，而是僅屬于個人主觀抽象思辯的範疇。因為思維抽象本身既可允許作為認識主體的人對同一運動現象基于事實作出正确的理性判斷和推論，也可以允許作為認識主體的人對同一運動現象基于事實作出荒謬絕倫的非理性判斷和推測，即形成一種錯誤的認知形态。試問伽利略當年是如何進一步證明在有抑或沒有摩擦阻力的情形下造成對影響小球滾動狀态被改變的事實和依據?小球為什麼選擇沿着斜面向下滾動而不能選擇向上滾動?沒有地心引力的作用小球會自己沿着斜面向下滾動?沒有引力提供給小球沿着斜面向下滾動的能量，小球在地表水平面上滾動的速度從哪裡來?如果說伽利略斜面試驗中的小球完全沒有受到外界因素的影響（至少還得考慮小球的放置點），沒有放置點來維持小球處于靜止狀态該實驗如何進行？這豈能說“力不是維持物體運動狀态的原因”。況且該實驗必需有一個支撐點來維持小球處于靜止狀态實驗過程才能付諸實施。如果人為企圖從主觀和客觀上完全否定、揚棄和割裂了“力”與“運動”的密切關系，承認“力不是維持物體運動狀态的原因”這一事實觀念，那麼是否可以不用将小球放置在斜面上，而直接将小球放置在水平面上，小球就能自然而然地滾動起來?由于伽利略的這一緻命推論缺陷為日後埋下了“禍根”，禍害誤導了牛頓在總結确立自己的運動力學理論對于如何解釋和探知“行星繞日”問題上時不得不抱憾終生，成了牛頓晚年時遇到的力學困惑問題，即“上帝第一推動力”問題。此後，在探讨與上述物體慣性運動現象問題相關的學人中，步牛頓之後塵者，為數不少。在現當代物理學界涉及探究有關物體作慣性運動物理機制問題的許多人中，被公認為繼愛因斯坦之後最睿智的理論物理學家理查德·菲利普斯·費曼(Richard Phillips Feynman)曾哀歎說：“沒有人找到為什麼物體會按慣性而行的原因。我們不知道慣性定律的來源（簡稱為‘費曼之問’）[4]”。中科院理論物理研究所郭漢英研究員也認為：“作為一個理論體系，牛頓理論并沒有完成……慣性在牛頓體系中起着核心作用，其起源卻無法解決[5]”。可見，由伽利略斜面小球滾動實驗推論結果所産生的關于物體慣性運動機理是什麼的本質問題尚需建立在科學類比實驗的基礎上加以探究和闡明。

鑒于伽利略斜面小球滾動實驗推論存在的诘問，我們試圖從實證的科學立場和視角切入，結合具有可操作性的水輪實驗将就與其進行類比分析論證，作出合乎情理的全新注釋和解答。

二、選用水輪實驗作為探讨物體慣性運動現象的科學依據和意義

雖說當年伽利略所僅僅記錄在他的《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》和《關于力學和位置運動的兩門新科學的對話》（簡稱《兩門新科學》）中做的“理想”斜面滾球實驗，也是對有關物體作慣性運動現象進行探讨的一種嘗試，但是其推論結果卻是難以令人置信，主要問題在于他無法通過創造絕對光滑且沒有任何“摩擦阻力”的水平面實驗條件來驗證他的推理過程。因此，在批判伽利略這種無視物體即使存在有摩擦阻力的情況下，物體也依舊能做慣性運動的邏輯悖論，我們充分運用辯證的科學思維和實驗方法對上述問題做深入的分析探究。通過長期艱難的摸索，在綜合分析、梳理和科學總結曆代物理學人有關物體慣性問題探讨的基礎上，我們一緻認定選用水輪實驗作為探讨物體慣性運動現象有着深遠的曆史淵源和厚重的科研價值。

古代桔槔

近代水輪車

水輪是以水流為動力的舊式機械裝置，是作為水車這種機械裝置的一個核心部件。而水車是古人們在長期的生産勞動實踐中發明的一種灌溉汲水工具，亦稱“水輪車”。在我國，水輪車最早起源和發轫于春秋戰國（公元前770年—公元前221年）時期汲水用具的“桔槔”，即利用杠杆原理制作的汲水工具。《莊子．外篇．天地篇》中，載子貢南遊，反途路過漢陰時，看到一個老丈人辛苦的抱甕汲水灌溉，事倍而工半，于是告訴老翁一種省力的器具，名曰之“槔”。它的制作方式是：“鑿木為機，後重前輕，掣水若抽，數如沃湯”。也就是用一條橫木支在木架上，一端挂着汲水的木桶，一端挂着重物，像杠杆似的，可以節省汲水的力量。直到了元明時期，汲水灌溉工具的技術改進日臻完善，水輪車普遍得到大量推廣。

現今我們選擇最宜于人們普遍接受的水輪實驗。該實驗是基于考慮水輪是作為人類最早使用水車這種古老灌溉汲水器極具代表提高當時先進生産力的一個機械核心部件，也是人們早些時候研究杠杆力學的重要内容和對象之一，所以選用水輪作為實驗探究有關物體慣性運動現象問題是最富有科學典型意義的。選用水輪作為實驗，不但能夠充分驗證兩千多年前，古希臘哲人亞裡士多德提出的重要物理學思想：“任何運動着的事物應該都是在被一個推動者推動着運動”，而且這個簡易的水輪實驗除了與伽利略斜面實驗進行類比分析論證之外還能夠經得起任何權威機構通過做無數次重複實驗來進一步檢驗論證和認可牛頓運動定律所提出的“靜者恒靜”和“動者恒動”的這一重要力學觀點。該實驗具體操作如下，在一個容器中安放着一個水輪，水輪上方裝有可供操作的開關水龍頭，通過對準水輪不同位置開放水流，觀察水流對水輪不同位置的作用效果。

如圖所示，用字母“F1”和“F2”分别表示水流受引力作用轉化為自身蘊藏的作用力和軸心支撐反作用力，用字母“O1”和“O2”分别表示水流受引力作用對水輪的作用點和軸心支撐力對水輪作用的作用點，用字母“A”和“B”分别表示水輪輪緣受力作用的切線點，“O”為軸心點。流動的自然水源在地球引力的作用下變為自身蘊藏的動力經管道口提供源源不斷的無限能量。

1、 當水流受引力的作用（F1）與水輪軸心的支撐反作用力（F2）兩力構成一對具有對立統一矛盾關系的運動機制。兩力大小相等，方向相反，作用點位置在同一幾何直線的公共中心點O上時，則該水輪必定呈現為靜止不動的狀态（圖1-1），符合牛頓第三運動定律所描述的實際情形，其數理邏輯表達式為：F1引力 ＋F2支撐力=0。在這裡，水輪所呈現的是一種“靜力平衡”的存在狀态。靜力平衡，是指水輪受到自然力（引力和支撐力）兩力大小相等，方向相反，作用點位置在同一幾何直線公共中心點上相互作用情形所呈現的一種暫時狀态。在理論力學分類研究中，通常将“靜力平衡”視為靜力學探讨的研究對象和内容。

2、當水流受引力的作用（F1）與水輪軸心的支撐反作用力（F2）兩力構成一對具有對立統一矛盾關系的運動機制。兩力大小相等，方向相反，作用點位置不是在同一幾何直線的公共中心點O上，而是分别在水流受引力（F1）作用于水輪外緣的切線點（A或B）和水輪軸心由于支撐反作用力（F2）的存在提供沿力的方向作用于導緻水輪外緣切線點（B或A）上發生偏向位移時，則該水輪必定立即發生向左或向右作持久的旋轉運動狀态（圖1-3），其數理邏輯表達式為：F1引力 ＋F2支撐力＞0（這裡孕育着一種新的算術方法，有待數理學專家深究）。在這裡，水輪所呈現的是一種“動力平衡”的存在狀态。動力平衡，是指水輪受到自然力（引力和支撐力）兩力大小相等，方向相反，作用點位置在構成水輪輪體外緣切線點上相互作用情形所呈現的一種絕對運動狀态。在理論力學分類研究中，通常将“動力平衡”視為動力學探讨的研究對象和内容。

3、當水流受引力作用（F1）與水輪軸心支撐反作用力（F2），兩力大小相等，方向相反，作用點位置處于上述兩者（圖1-1與圖1-3）受力相互作用情形之間時，則該水輪的運動情況呈現為“一動不動”的相對狀态（圖1-2），其數理邏輯表達式為：F1引力 ＋F2支撐力≠（或“→”）0。在這裡，水輪所呈現的是一種“摩擦力平衡”的存在狀态。摩擦力平衡，是指介于靜力平衡和動力平衡之間的一種相對運動狀态。在機械力學研究中，通常将“摩擦力平衡”視為機械力學探讨的研究對象和内容。

從上述簡易水輪實驗所呈現的事實表明:

首先，水流在引力的作用下與水輪軸心支撐反作用力兩力構成一對具有對立和統一矛盾關系的運動機制。

其次，水流受引力的作用和軸心支撐反作用兩力的不同作用點位置始終是緻使水輪作周而複始旋轉運動或者靜止不動狀态的前提條件，沒有兩力的相互作用以及作用點位置的變換，便沒有水輪運動狀态（靜與動之間相互轉化）的改變。

再次，在水流受引力作用和軸心支撐反作用力兩力對立統一矛盾的相互作用下，水輪具有保持靜止，或旋轉運動狀态固有的本質屬性，即水輪的慣性。水輪所固有的這種靜止，或轉動的性質不是一成不變的，而是水輪受自然力（引力和支撐力）兩力相互作用造就這種性質随着兩力作用點位置的不同有所改變。

第四，水流受引力作用和軸心支撐反作用兩力的作用點位置在水輪靜止，或旋轉運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素。也就是說，水輪從靜止不動到産生旋轉運動，以及水輪繼續維持自身這種長久的旋轉運動都是受到自然力（引力和支撐力）兩力對立統一矛盾相互作用的結果。在這個水輪運動狀态發生改變的過程中，無論是水輪由靜止不動狀态變為旋轉狀态，還是由旋轉狀态變為靜止不動狀态，都是由自然力兩力（引力和支撐力）的作用點位置來決定的。如果僅僅強調隻有一個自然力（引力或支撐力）的作用，那是不足以促使水輪發生、維持和改變其運動狀态的。

由此，進一步類比推論在自然界中對于任何物體而言，在諸多紛繁複雜的運動現象背後隐藏着具有對立和統一的辯證關系：一切物體的存在狀态無論是靜止或是運動都必然是作用力和反作用力相互矛盾的結果，而作用力和反作用力兩力總是大小相等，方向相反，兩力的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素；隻因兩力的作用點位置不同才呈現出不同的運動狀态，不受任何自然力相互作用的物體是不存在的。也因此，非常完美地解釋清楚在自然界中，原來保持靜止的物體為什麼會是靜止的?原來保持運動的物體為什麼會是運動的?而同一物體在“靜态”和“動态”之間為什麼會相互轉化?從而避免步牛頓之後塵重蹈覆轍，掉進像愛因斯坦批評指出牛頓第一運動定律在描述和解釋有關受力物體與慣性之間相互應驗問題上犯下“循環論證”之嫌的陷阱——“經典力學想要說明一個物體不受外力，必須證明它是具有慣性的，想要說明一個物體是具有慣性的，又必須證明它不受外力”。與此同時，既回應了費曼在有關物體慣性運動機理研究問題上因固持己見所表露出來的疑慮和哀歎：“沒有人找到為什麼物體會按慣性而行的原因。我們不知道慣性定律的來源”，又解決了中科院理論物理研究所郭漢英研究員在對牛頓力學就有關物體慣性探讨問題上因勉為其難所表現出來的茫然與困惑：“作為一個理論體系，牛頓理論并沒有完成……慣性在牛頓體系中起着核心作用，其起源卻無法解決”。若沒有兩力相互矛盾造就物體靜止不動的穩定狀态，一切作為構成物體的有形結構和功能将四分五裂、灰飛煙滅，不複存在；若沒有兩力相互矛盾造就物體運動不止的離散狀态，就不會存在有變化萬千、千姿百态和豐富多彩的物質世界。兩力對立統一矛盾的作用點位置是嚴格區分暫時靜止、相對運動和絕對運動等三種不同運動狀态的重要标志，也是正确理解物體本身固有慣性及其起源内在物理機制相互轉化的一條重要途徑。

三、水輪實驗和伽利略斜面小球滾動實驗的類比分析及其結果

由于水輪實驗和伽利略斜面實驗是在地表空間引力場環境中進行的，具有受到引力與支撐力相互作用這一共同本質特征。因此，我們可将兩者進行類比分析和論證。現在我們将水輪實驗與伽利略斜面小球滾動實驗類比分析一下，看看小球究竟是如何發生運動的。

如圖示意：用字母“F1”和“F2”分别表示小球受引力作用的作用力和支撐反作用力，用字母“O1”、“O2”和“O3”分别表示小球受引力的作用和軸心支撐力反作用的接觸點，用字母“A”、“B”和“C”分别表示小球的位移點。 從甲（圖1-1）、乙（圖1-2）、丙（圖1-3）簡圖分析來看：

1、當小球處于某一固定點A平面，所受引力F1和該點A平面支撐力F2相互作用，兩力大小相等，方向相反，作用點位置在同一幾何直線公共中心點O1和O1，即遵循和滿足牛頓第三運動定律所描述的限定性條件：F1引力 ＋F2支撐力=0時，于是該小球必定表現為靜止不動的暫時狀态（見甲：圖1-1）與水輪實驗（見甲圖：1-1）類同。

2、當小球所受的引力F1和點B斜面支撐力F2相互作用，兩力大小相等，方向相反，作用點位置不是在同一幾何直線的公共中心點O1和O1，而是分别在小球球體外緣的切線點O2和O2上，即遵循和滿足F1引力 ＋F2支撐力＞0這一限定性條件時，小球必定在兩力的相互作用下沿着點B斜面向下滾動（見乙：圖1-2）與水輪實驗（見丙圖：1-3）類同。

3、當小球滾至點C地平面，由于小球始終所受引力F1和地平面支撐力F2相互作用，兩力大小相等，方向相反，作用點位置由于趨向于同一幾何直線的公共中心點O3和O3，即遵循和滿足F1引力 ＋F2支撐力≠（或“→”）0這一限定性條件時，小球必定停止滾動重新呈現為一種靜止不動的狀态（見丙：圖1-3））與水輪實驗（見乙圖：1-2）類同。

小球在由某一固定點A面沿經點B斜面滾至點C地平面的過程中都始終可能存在摩擦阻力，但摩擦阻力不是緻使小球滾動狀态發生明顯改變的重要誘導因素（滾動減速或斜面中途停止）。即便存在有摩擦阻力，也不是構成影響小球作機械持續滾動的主要原因。主要原因是小球滾動方向所受到的合力與摩擦阻力之間的相互作用，其兩力的作用點位置不同由此決定了該小球的滾動狀态是不同的。所以假設事實上存在有摩擦阻力，務必要慎重考慮并仔細觀察摩擦阻力對處于斜面或地平面上的小球的作用點位置來判定其滾動狀态：即摩擦阻力是否與小球滾動方向所受合力構成具有對立統一矛盾關系的運動機制。如果摩擦阻力和小球滾動方向所受合力兩力大小相等，方向相反，且兩力的作用點位置都在同一幾何直線的公共中心點上，則摩擦阻力确實是構成對小球的阻礙作用；如果摩擦阻力和小球滾動方向所受合力兩力大小相等，方向相反，且兩力的作用點位置不是在同一幾何直線的公共中心點上，而是在小球球體的外緣切線點上，則摩擦阻力确實不是構成對小球的阻礙作用。對此，伽利略除了認為小球之所以在不同斜面上有不同的速度是因為受到“沖力”作用的結果，還認為摩擦是構成影響小球在地表水平面上繼續滾動的阻礙因素，但未見他作出充分且令人信服的說明和交代——至少起碼要論證一下摩擦阻力是如何構成影響小球滾動狀态發生改變時的具體分析過程。因此，要針對具體的問題作出具體的分析，而切不可妄下斷言草率結論。倘若想讓小球在地平面上繼續向前滾動，務必要打破小球處于慣性系中的靜力平衡，再重新建立動力平衡（即利用自然力兩力作用于構成小球球體外緣的切線點上）才能實現小球作永久持續性滾動。

從以上的類比分析來看，不難發現原來伽利略斜面實驗中的小球之所以能夠在斜面上滾動，是因為受到地心引力和斜面支撐力兩力相互作用的結果，但前提務必是兩力的作用點位置一定是在構成小球球體外緣的切線點上才能發生滾動。當小球滾至地表面時，小球所受到的地心引力和地表支撐力兩力作用點位置一定是趨向于同一幾何直線的公共中心點上，這時候小球必定表現為靜止不動的狀态，這與摩擦阻力無關（這是有史以來被人們所忽視或被誤認為是摩擦阻力導緻小球停止滾動的原因問題）。摩擦阻力是否構成影響小球在斜面或水平面上作正常滾動狀态的阻礙因素，首先要考察摩擦阻力的作用點位置，由摩擦阻力的作用點位置來确定小球的滾動狀态，而不能籠統地罔顧事實，妄加猜測錯誤地認為隻要存在有摩擦阻力就一定會構成影響阻礙小球滾動狀态。充分的實證理由是，人類至今研發的電力機車在地表軌道面上疾馳可将若幹“車輪”假設視為“小球”，這是足以證明有摩擦阻力存在的情況下，“小球”依舊繼續持久向前滾動。再說，水輪實驗本身即是軸承運動副結構支點存在摩擦阻力的情況下，它仍然照樣作永久持續性旋轉運動，這是經典力學所無法解釋的現象。從自然辯證法這個意義上說，一切固有慣性（即“靜者”與“動者”之間的相互轉化）的物體，其性狀的改變是取決于通過自然力兩力的作用點位置相互對立和統一矛盾來實現的。

作為具有古典科學思想集大成者亞裡士多德關于物體運動現象的描述：“任何運動着的事物應該都是在被一個推動者推動着運動”，換言之“力是維持物體運動狀态的原因”，從感性認知的表象意義上說，雖也有一定的道理，但亞裡士多德忽視了自然力兩力對立統一矛盾的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素。因而，亞裡士多德有關物體運動現象的經驗描述和獨特見解最多是被看作一種合乎邏輯常識的理性猜想，由于這種猜想沒有得到充分、有力、厚實的物理實驗作為支撐和證明，難以令人信服。如果亞裡士多德在世的話，要問“力是如何維持物體運動狀态的？”，他肯定會無言以對。之後亞裡士多德的觀點繼而遭到了16、17世紀伽利略、笛卡爾和牛頓等人的嚴厲批判和否定是勢在必然的，同樣伽利略、笛卡爾和牛頓等人他們對自然力兩力對立統一矛盾的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性作用因素的事實仍視而不見，堅信“力不是維持物體運動狀态的原因”。如果他們還活着的話，要進一步追問“力既然不是維持物體運動狀态的原因，那麼如何證明?”，他們肯定會束手無策。這在某種層度或意義上導緻了後來理論力學在有關物體運動規律研究的思路和方向性問題上重新誤入歧途，陷進泥潭不能自拔。正因緣于此故，比方說由于不能科學解釋天體是如何圍繞太陽運轉而将“行星繞日”的切向動力歸因于上帝“萬能神臂”的推力。對此，牛頓曾虔誠遺言：“沒有神臂，我不知道自然界中有哪種力量能夠引起這種橫向運動”，“這樣，重力可把行星投入運動，但是沒有神力它就永不能投入圓周運動，像它們繞太陽運行那樣。所以為了這個和其它理由，我迫不得已把這個系統的結構歸之于一個有理性的動因”[6]。

在現如今形成的主流觀點上俨然笃信經典牛頓力學認為“力不是維持物體運動狀态的原因，而是改變物體運動狀态的原因”，果真如此嗎?非也。如果要問“力是如何改變物體運動狀态的？其物理機制是什麼？”那些虔誠堅信經典牛頓力學的人們肯定會啞口無言。因而不了解慣性的物理機制，毫無依據地抽象談論“力不是維持物體運動狀态的原因，而是改變物體運動狀态的原因”這必定與客觀事實背道而馳，忽視了自然力兩力對立統一矛盾的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素。即便有自然力的存在，也未必能夠促進物體引發慣性運動。這是因為在不以人這一主體意志為轉移的客觀世界裡，物體僅受到一個自然力的作用是不足以使其産生、維持和改變其運動狀态的。緣由是我們原本沒有明确該物體所處的具體空間方位（亦即慣性參考系的選定确立成了後來愛因斯坦相對論持有否定、反對或支持者争論不休的焦點問題），由具體空間方位的某一處基于自然物體所受到的作用力與反作用力對立統一矛盾構成的運動機制，那就很難找到産生、維持和改變物體運動狀态的具體原因。正如費曼哀歎：“沒有人找到為什麼物體會按慣性而行的原因。我們不知道慣性定律的來源”。所以，在此讨論涉及有關物體慣性運動現象的問題，務必要強調自然力兩力對立統一的矛盾性，才能進一步闡明清楚物體運動狀态是如何被改變的内在物理機制問題。同樣地，如果完全忽視了對“自然力兩力對立統一矛盾的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素”的這一基本認識，那麼在探讨有關物體慣性運動現象問題上就難免會導緻各種奇談怪論言辭的産生，從而也就忘掉初心，迷失追尋探索萬物之理研究的方向和目标，無異于南轅北轍、緣木求魚，如同“盲人摸象”。

時已至此，反觀古今中外有史以來人們在有關物體慣性運動問題上的争論，無論是亞裡士多德基于純粹思辨獲得“力是維持物體運動狀态的原因”的經驗描述，還是依據伽利略斜面實驗推論得出“力不是維持物體運動狀态的原因”的結論和現如今形成主流極力推崇經典牛頓力學認為“力是改變物體運動狀态的原因”的觀點，從大體籠統上講，雖也說得過去，但三者本身畢竟都存在嚴重缺陷——即忽視了自然力兩力對立統一矛盾的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素，不足以科學概括和揭示反映物體慣性起源是如何實現在“靜态”與“動态”之間相互轉化的内在物理機制、規律和原理等本質特征問題。因而，依據建立在對水輪實驗與伽利略斜面實驗進行類比分析和總結的基礎上形成的一緻觀點是：1、慣性是表征物體自然存在狀态的天生本性，這種天生本性表現在自然力對立統一矛盾的相互作用是決定産生、維持和改變物體運動狀态的根本原因；2、自然力的作用點位置是決定物體本身固有慣性性狀（靜止或運動）及其内在物理機制（即'為什麼物體會按慣性而行?'）的根源；3、自然力的作用點位置在物體運動狀态發生改變過程中始終起着決定性的作用因素。

參考文獻：

[1] 郭奕玲，沈慧君，物理學史[M] 北京：清華大學出版社，1993:8,19-20

[2] 伏爾泰，哲學詞典[M] 北京：北京出版社，2008年

[3] 艾薩克·牛頓著，王克迪，譯，自然哲學的數學原理[M]，西安：陝西人民出版社，2011:101-103

[4] 鄧人忠，《物理學基本概念探讨》[M]，氣象出版社，2010：111

[5] 郭漢英，《雜文選集》[ M]廣西師範大學出版社，2013：10

[6] 1987年7月9日閻康年撰文《關于牛頓科學思想的哲學評價問題

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