300年來,一條重要的物理定律一直在被我們誤讀

當艾薩克·牛頓(Isaac Newton)於1687年在羊皮紙上刻下他現在著名的運動定律時,他只希望我們能在三個世紀後討論它們。

牛頓用拉丁文概述了宇宙中物體運動是如何受支配的三個普遍原理,這些原理被翻譯、轉錄、討論和辯論了很長時間。

但根據一位語言和數學哲學家的說法,我們可能一直對牛頓第一運動定律的精確措辭有輕微的誤解。

弗吉尼亞理工大學的哲學家丹尼爾·胡克在1729年發現牛頓的拉丁文《原理》的英譯本中存在“拙劣的誤譯”後,想要“澄清事實”。

基於這一翻譯,無數的學者和教師將牛頓第一慣性定律解釋爲除非外力介入,物體將繼續沿直線運動或保持靜止。

這是一個很好的描述,直到你意識到外力一直在起作用,牛頓肯定會在他的措辭中考慮到這一點。

回顧這些檔案,丹尼爾·胡克意識到這種常見的釋義是一種誤解,直到1999年才被注意到,當時有兩位學者發現了一個被忽視的拉丁詞的翻譯:quatenus,意思是“到目前爲止”,而不是除非。

對霍克來說,這一切都不一樣了。胡克說,新的解讀表明牛頓的意思是物體動量的每一次變化 —— 每一次顛簸、傾斜、轉向和噴射 —— 都是由於外力造成的,而不是描述一個物體在沒有外力作用的情況下如何保持其動量。

胡克在一篇描述他的發現的博客文章中解釋說:“通過把那個被遺忘的詞(到目前爲止)放回原處,(這些學者)恢復了物理學的一個基本原則,使其恢復了最初的輝煌。”他的發現發表在2022年的一篇學術研究論文中。

然而,這一至關重要的修正從未流行起來。即使是現在,它也可能很難在幾個世紀以來重複的重壓下獲得牽引力。

胡克評論道:“有些人覺得我的閱讀太過狂野和不合常規,不值得認真對待。”“另一些人則認爲,這顯然是正確的,幾乎不值得爭論。”

普通人可能會同意這聽起來像是語義學。霍克承認,這種重新解釋沒有也不會改變物理學。但仔細研究牛頓自己的著作,就能弄清這位數學家先驅當時的想法。

“慣性定律的真正意義是什麼,這個問題上已經花了大量的墨水,”胡克解釋說,他在學生時代對牛頓的意思感到困惑。

如果我們採用普遍的翻譯,即物體沿直線運動,直到力迫使它們以其他方式運動,那麼它就提出了一個問題:當我們的宇宙中不存在這樣的東西時,爲什麼牛頓要寫一個關於沒有外部力的物體的定律;當重力和摩擦力永遠存在時?

“第一定律的全部意義在於推斷力的存在,”塔夫茨大學哲學家、牛頓著作專家喬治·史密斯表示。

事實上,牛頓給出了三個具體的例子來說明他的第一運動定律:根據胡克的說法,最有見地的是一個旋轉的陀螺 —— 正如我們所知,由於空氣的摩擦,陀螺在收緊的螺旋中變慢。

“通過給出這個例子,”胡克寫道,“牛頓明確地向我們展示了他所理解的第一定律是如何應用於受力作用的加速物體的 —— 也就是說,它適用於現實世界中的物體。”

胡克說,這種修正後的解釋使牛頓最基本的思想之一在當時是完全革命性的。也就是說,行星、恆星和其他天體和地球上的物體一樣,都受同樣的物理定律支配。

“速度的每一次變化和方向的每一次傾斜,”胡克若有所思地說 —— 從原子羣到旋轉的星系 —— “都受牛頓第一定律的支配。”

讓我們再次感受到與太空最遠的距離相連。

這篇論文已發表在《科學哲學》上。

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