什么时候艾萨克·牛顿1687 年,他将他现在著名的运动定律刻在羊皮纸上,他只希望我们能在三个世纪后讨论它们。
牛顿用拉丁文写作概述三个普遍原则描述了我们的宇宙中物体的运动是如何被控制的,这些内容已经被详细翻译、转录、讨论和辩论。
但根据一位语言和数学哲学家的说法,我们可能一直以来对牛顿第一运动定律的精确措辞的解释都略有错误。
弗吉尼亚理工大学哲学家丹尼尔·霍克通缉在发现他的事情后“澄清事实”描述在 1729 年牛顿的英文原文中,这是一个“笨拙的误译”。
在此基础上,无数学者和教师解释了牛顿第一定律惯性表示物体将继续沿直线移动或保持静止除非外部力量介入。
这种描述很有效,除非你意识到外力一直在起作用,而牛顿在他的措辞中肯定会考虑到这一点。
重新审视档案后,霍克意识到这种常见的释义存在着一种误解,直到 1999 年,两位学者才发现了一个被忽视的拉丁词的翻译:quatenus,意思是“范围内”,而不是除非。
对于霍克来说,这一切都变得不同了。霍克并没有描述一个物体在没有外力作用的情况下如何保持其动量,而是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、转向和冲刺——都是由外力造成的。
“通过将这个被遗忘的词[到目前为止]放回原位,[那些学者]将物理学的基本原理之一恢复到原来的辉煌,”霍克解释了在一篇描述他的发现的博客文章中,该文章以学术形式发表在2022年研究论文。
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的重复重压下获得牵引力。
“有些人认为我的阅读过于狂野和非传统,无法认真对待,”霍克评论。 “其他人则认为这显然是正确的,以至于几乎不值得争论。”
普通人可能会同意这听起来像是语义学。还有霍克承认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,可以澄清这位先驱数学家当时的想法。
“对于惯性定律是什么这个问题,人们已经投入了大量的精力。真的为了,”解释霍克作为一名学生对牛顿的含义感到困惑。
如果我们采用流行的翻译,即物体沿着直线运动,直到有一个力迫使它们改变方向,那么这就提出了一个问题:当我们的宇宙中不存在这样的物体时,为什么牛顿要写一个关于不受外力作用的物体的定律?当重力和摩擦力始终存在时?
“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·史密斯说,告诉记者斯蒂芬妮·帕帕斯科学美国人。
事实上,牛顿举了三个具体的例子来说明他的第一运动定律:根据霍克,是一个旋转的陀螺——众所周知,由于空气的摩擦,它会在收紧的螺旋中减慢。
“通过举这个例子,”霍克写,“牛顿明确地向我们展示了他所理解的第一定律如何适用于受力作用的加速物体——也就是说,它适用于现实世界中的物体。”
霍克说,这种修改后的解释带回了牛顿最基本的思想之一,这在当时是完全革命性的。也就是说,行星、恒星和其他天体都受到与地球上物体相同的物理定律的控制。
“速度的每一次变化和方向的每一次倾斜,”霍克沉思着– 从原子群到旋转星系 – “受牛顿第一定律支配。”
让我们所有人再次感受到与最遥远的太空的联系。
该论文已发表于科学哲学。
本文的早期版本于 2023 年 9 月发布。