衝力說
衝力說（theory of impetus）[1]是六世紀時埃及亞歷山大的一個學者約翰·斐勞波諾斯提出的。他否認天體由神靈推動的自然觀。他認為造物主創世之初就賦予天體一種「衝力」。這是一種不隨時間流逝的動力，這種動力可以維持物體永遠運動下去。因此，運動的物體一般並不需要經常有個推動者和它接觸。[2][3]
背景
[編輯]中世紀時，衝力說透過回教徒再傳回歐洲。十四世紀，牛津大學的唯名論者奧卡姆的威廉開始對當時占統治地位的亞里士多德的力學進行批判。
理論
[編輯]奧卡姆的威廉同意斐勞波諾斯的設想，說上帝可能開頭給予天體一種不隨時間消逝的衝力，因此不需要假定有各種各樣的天神、天使推動天球。他完全否定托馬斯·阿奎那提出的關於上帝存在的第一條證明，即天體運動需要一個原動者。他根據磁棒可以使一塊鐵動起來而不需要直接接觸的事實提出，一個運動的物體不一定需要另一個物體的持續地接觸作用。
失敗的初現
[編輯]在牛津，衝力的討論參與者主要還有沃爾特·伯利（Walter Burley）、理查德·許撒斯（Richard Suiceth）和赫特斯柏立的威廉，不過這種學說很快就失勢，到了十五世紀時，牛津的學者大多數都講授亞里士多德的物理學了。
布里丹的衝力說
[編輯]但是衝力說在巴黎大學有了進一步的發展，巴黎大學的校長讓·布里丹和學生薩克森的阿爾伯特都是衝力學說的堅定支持者。布里丹稱呼促使物體運動的性質為衝力，這衝力是由推動者傳送給物體，促使物體運動。他否定了衝力會自己消耗殆盡的想法。布里丹認為永存不朽的衝力是被空氣阻力或磨擦力等等逐漸抵銷，只要衝力大於阻力或磨擦力等等，物體就會繼續移動。[4][5]布里丹的衝力與物體密度和體積成正比；速度越大，衝力也越大；物體內部的物質越多，就能夠接受越多的衝力。[6]
從日常觀察中，布里丹想出許多反例來反駁亞里斯多德的理論：[6]
- 假設一個陀螺或磨石繞著固定軸旋轉，請問空氣怎樣在這些物體的後面推動旋轉？
- 現在，為這旋轉物量身打造一個鑄模，將這鑄模包在旋轉物外面，不讓在旋轉物與鑄模之間有任何空隙。這樣，在旋轉物與鑄模之間，不會存在任何空氣，請問空氣怎樣推動旋轉？
- 設想一艘拖船拖曳著另一艘船，航行於風平浪靜的靜止大海。現在，將拖繩切斷，則因為海水阻力與空氣阻力，被拖的船會慢慢的停止航行。在這時候，站在甲板上、面向船前方的海員會感覺到空氣對著臉面吹拂，從船前方吹向船後方，試圖減慢船的航行；他不會感覺到空氣對著後背吹拂，從船後方吹向船前方，試圖推動船的航行。
- 思考石頭與羽毛這兩種物質，空氣應該比較容易推動羽毛。但是，為什麼同樣地分別將石頭與羽毛拋射出去，石頭移動的距離比羽毛遠了很多？
儘管與慣性的摩登概念極為相似，布里丹只把自己的理論視為亞里斯多德基本哲學的微小修正，堅持許多其他亞里斯多德派的觀念，例如，他認為運動狀態與靜止狀態是兩種不同的狀態。布里丹又主張，衝力不但適用於直線運動，也適用於圓周運動，促使物體（例如，星體）呈圓周運動。[5]
薩克森的阿爾伯特將布里丹的學說廣傳至義大利與中歐。[7][5]
巴黎衝力說學派的另一代表者是尼克爾·奧里斯姆，他創立了一種用圖解表現速度的方法。他用一條地平線代表運動物體所走的距離，再在地平線盡頭畫一根和地平線垂直的線，代表物體在這已知點的速度。把垂直線的上端聯接起來，就形成一個幾何圖形，是長方形就表明是均勻運動，是三角形就表明是不均勻運動，是曲線就表明是不規則的或「不均勻的」運動。
奧里斯姆於1377年發表的著作《天地通論》提出，當自由落體在加速時，其重量並沒有增加，而是衝力增加。假設，挖掘一條直線隧道，從地球表面的A點，穿過地心，挖掘到地球表面的B點，然後將一個重物落入這隧道，則它會從A點，經過地心，移動到B點，就好像單擺從一邊搖擺到另外一邊。但是，從地心到B點的路途中，它是呈升起狀態，而重量只能造成物體掉落，因此衝力與重量不同。[8]
式微
[編輯]衝力說事實上到了十五世紀時已經有點變質了，不過衝力說在十六世紀初葉還有人講授。這個學說的衰退是從因根的馬西利烏斯開始的。他設想衝力就像熱一樣。物體離開運動來源的最遠部分，衝力最弱，就像一根棍子離開熱源最遠的一頭最冷一樣，物體離開其推動者後，衝力就平均分布到全身的各個部分，就像棍子離開火之後，熱就平均分布出去一樣，最後衝力逐漸衰退，就像棍子的熱散掉一樣。
參閱
[編輯]參考文獻
[編輯]- ^ Duhem, Pierre, Physics, History of, Charles G. Herbermann; Edward A. Pace; Condé B. Pallen; John J. Wynne; Thomas J. Shahan (編), The Catholic Encyclopedia: An International Work of Reference on the Constitution, Doctrine, and History of the Catholic Church 12, New York: Encyclopedia Press: 51, 1913
- ^ Craig, Edward (編). Philoponus, John. Routledge Encyclopedia of Philosophy, volume 7, Nihilism-Quantum mechanics. 1998: 371–377. ISBN 978-0-415-18712-1. ISBN is for volume 7, not the set.
- ^ Lindberg, David C. The Beginnings of Western Science: The European Scientific Tradition in Philosophical, Religious, and Institutional Context, Prehistory to A.D. 1450 second. Chicago, Illinois: University of Chicago Press. 2007: 307–308. ISBN 978-0-226-48205-7.
- ^ Jean Buridan: Quaestiones on Aristotle's Physics (quoted at 存档副本. [2011-07-20]. （原始內容存檔於2011-07-20）.)
- ^ 5.0 5.1 5.2 Glick 2005，第107頁
- ^ 6.0 6.1 Dugas 1988，第47-50頁
- ^ Dales, Richard, The scientific achievement of the Middle Ages illustrated, University of Pennsylvania Press: pp. 111, 1973, ISBN 9780812210576
- ^ Dugas 1988，第59頁
- Dugas, R., A History Of Mechanics, New York: Dover Publications, Inc., 1988, ISBN 0-486-65632-2
- Glick, Medieval science, technology, and medicine: an encyclopedia Illustrated, Psychology Press, 2005, ISBN 9780415969307