300年来,一条重要的物理定律一直在被我们误读

当艾萨克·牛顿(Isaac Newton)于1687年在羊皮纸上刻下他现在著名的运动定律时,他只希望我们能在三个世纪后讨论它们。

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牛顿用拉丁文概述了宇宙中物体运动是如何受支配的三个普遍原理,这些原理被翻译、转录、讨论和辩论了很长时间。

但根据一位语言和数学哲学家的说法,我们可能一直对牛顿第一运动定律的精确措辞有轻微的误解。

弗吉尼亚理工大学的哲学家丹尼尔·胡克在1729年发现牛顿的拉丁文《原理》的英译本中存在“拙劣的误译”后,想要“澄清事实”。

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基于这一翻译,无数的学者和教师将牛顿第一惯性定律解释为除非外力介入,物体将继续沿直线运动或保持静止。

这是一个很好的描述,直到你意识到外力一直在起作用,牛顿肯定会在他的措辞中考虑到这一点。

回顾这些档案,丹尼尔·胡克意识到这种常见的释义是一种误解,直到1999年才被注意到,当时有两位学者发现了一个被忽视的拉丁词的翻译:quatenus,意思是“到目前为止”,而不是除非。

对霍克来说,这一切都不一样了。胡克说,新的解读表明牛顿的意思是物体动量的每一次变化 —— 每一次颠簸、倾斜、转向和喷射 —— 都是由于外力造成的,而不是描述一个物体在没有外力作用的情况下如何保持其动量。

胡克在一篇描述他的发现的博客文章中解释说:“通过把那个被遗忘的词(到目前为止)放回原处,(这些学者)恢复了物理学的一个基本原则,使其恢复了最初的辉煌。”他的发现发表在2022年的一篇学术研究论文中。

然而,这一至关重要的修正从未流行起来。即使是现在,它也可能很难在几个世纪以来重复的重压下获得牵引力。

胡克评论道:“有些人觉得我的阅读太过狂野和不合常规,不值得认真对待。”“另一些人则认为,这显然是正确的,几乎不值得争论。”

普通人可能会同意这听起来像是语义学。霍克承认,这种重新解释没有也不会改变物理学。但仔细研究牛顿自己的著作,就能弄清这位数学家先驱当时的想法。

“惯性定律的真正意义是什么,这个问题上已经花了大量的墨水,”胡克解释说,他在学生时代对牛顿的意思感到困惑。

如果我们采用普遍的翻译,即物体沿直线运动,直到力迫使它们以其他方式运动,那么它就提出了一个问题:当我们的宇宙中不存在这样的东西时,为什么牛顿要写一个关于没有外部力的物体的定律;当重力和摩擦力永远存在时?

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“第一定律的全部意义在于推断力的存在,”塔夫茨大学哲学家、牛顿著作专家乔治·史密斯表示。

事实上,牛顿给出了三个具体的例子来说明他的第一运动定律:根据胡克的说法,最有见地的是一个旋转的陀螺 —— 正如我们所知,由于空气的摩擦,陀螺在收紧的螺旋中变慢。

“通过给出这个例子,”胡克写道,“牛顿明确地向我们展示了他所理解的第一定律是如何应用于受力作用的加速物体的 —— 也就是说,它适用于现实世界中的物体。”

胡克说,这种修正后的解释使牛顿最基本的思想之一在当时是完全革命性的。也就是说,行星、恒星和其他天体和地球上的物体一样,都受同样的物理定律支配。

“速度的每一次变化和方向的每一次倾斜,”胡克若有所思地说 —— 从原子群到旋转的星系 —— “都受牛顿第一定律的支配。”

让我们再次感受到与太空最远的距离相连。

这篇论文已发表在《科学哲学》上。


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