這就是世界人類歷史上最早的物理學解釋

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夏天的一個傍晚，大片濃密的黑雲，像鉛色的幕布一樣，籠罩著天空，隆隆的雷聲此起彼伏，悶熱的空氣受到即將到來的大雷雨愈來愈強烈的震動。幽暗降臨著大地，濃雲密雨劈頭蓋臉地砸下來，狂風暴雨搖撼著人們的靈魂。那傾斜的雨線，扯天扯地的垂落，向大地射出無數的箭頭。幾分鐘，天地已分不開，空中的河往下落，地上的河橫流，成了一個灰暗昏黃，有時又白亮亮的一個水世界。

慢慢地，雨點由稠密變得稀疏，往東看，在一瞬間，一個弧形的半明的彩虹架在暗雲中間，雨腳在那方一道道地下垂著，像是彩虹邊倒掛的匹練。那彩虹顏色鮮艷，紫色特別顯著，只是長虹一端殘缺不全。站在教堂門前的牧士和信徒們，望著雨過復晴的晚空，喃喃祈禱著，手在心口上不住地畫著「十」字。

你知道這是怎麼回事嗎？原來這些信徒們看到彩虹出現，認為是上天給他們帶來好運，但又看到彩虹殘缺不全，以為是上天有意要懲罰有罪的人們。於是他們便禱告著。

其實，這是最常見的一種物理現象。古希臘著名學者阿那克西曼德說：「風是空氣的一種流動，因為空氣的最輕和最濕部分為太陽所發動或膨脹起來。當太陽的光線投射在極濃厚的雲上時，便產生了五光十色的七彩虹。」這說明阿那克西曼德已經知道彩虹產生的原因，它只是一種普通的現象，而不是上天創造用來獎賞或懲罰人類的。

就整個物理世界來說，古希臘人有過許多精彩的議論，他們對具體的物理現象也作過不少認真的研究，取得了一些成果。米利都派的學者們已經注意到了一些物理現象，發表過一些看法。如泰勒斯說到磁石吸鐵，他從他的哲學出發，認為那是因為這塊磁石有靈魂。但是琥珀摩擦能夠產生靜電的這一功勞應該歸功於他。

畢達哥拉斯派是著眼於從數的角度來研究物理科學現象。他們對於琴弦的長度與音律的關係的研究，取得了很好的成績。他們考查了同張力下不同長度的琴弦的音調，發現兩弦長度之比為2∶1時，兩弦能產生諧音，亦即相差8 度，若長度之比為3∶2 時，兩音相差5度，等等。

總之是要使音調和諧，弦長必須是簡單整數比。這個發現似乎更支持了他們的哲學的合理性，使他們對宇宙間數的和諧，更加深信不疑。自然科學家恩培多克勒（前493～前433？）似乎很善於觀察也富於想像力，他是不認為自然界會有虛空存在的。他有次在做試驗中發現，上端密閉的管子插入水銀中，水銀不能進入管子的情形，他說這是因為管子中的空氣的重力，堵住了想進入的水銀。他說：「聽覺是外面的聲音造成的，當語言所推動的空氣在耳朵內鳴響時，便產生了聽覺。」「空氣振動時，便打擊堅硬的部分，產生出一個聲音來。」他還認為，光是發光體的一種極為精細的流出物，它通過細微的孔道進入我們的眼睛，我們便能看見，光的傳播是需要時間的，在一定的時間內才能到達我們的眼睛。

對於磁性，他也用類似的想法來解釋。他說，鐵塊被磁石吸住，是由於鐵塊中的某種流出物大量流向磁石中的細微的孔道造成兩者相吸的。

而古希臘的「第一個百科全書式的學者」德謨克利特對物理現象的解釋則帶有更多的猜測性。如關於光，他說那是「從一切物體上都經常發射出一種波流」，「在眼睛和對象之間的空氣由於眼睛和對象的作用而被壓緊了。就在眼睛上面印下了印子」，這就是視覺。他還說：「顏色並不是本身存在的，物體的顏色是由於（原子）方向的變化。」關於磁現象，他認為「磁石和鐵是相類似的原子構成的，但磁石的原子則更精細。磁石比鐵較松並且有更多的空隙。」因為運動是永遠趨向相類似的東西的，鐵的原子向外擴散而流向磁石，鐵也就被拖向磁石了。

思培多克勒和德謨克利特對磁現象的解釋雖仍遠離科學，不過比起泰勒斯的解釋，已是前進一大步了。

我們來介紹那個時期，最有影響的人物亞里斯多德是怎樣解釋物理科學的。亞里斯多德是古希臘第一個最認真的研究物理現象的人。他的《物理學》也是世界上最早的物理學專著，儘管那時物理學的含義與現代的說法不盡相同。

亞里斯多德著力研究的是力學方面的問題。我們已經知道他認為月亮以下的世界的物體，都有重者向下輕者向上的自然運動，要改變它們的自然狀態，就得有外力。但外力一消失，物體就立即恢復它們的自然狀態，即或者靜止不動於其自然位置，或者垂直上升，下落以恢復其自然位置。亞里斯多德反對虛空觀念，認為物體在空間的運動，也就是在某種介質中運動。

物體的運動與作用於其上的力成正比，而與它所受到的阻力成反比。他把外力的作用與物體的「非自然」運動這樣聯繫在一起，那麼他又如何解釋，拋物體在離開拋物者以後仍能運動一段距離呢？他說，物體剛離開拋物者那個時刻，由於它正向前沖而排開部分介質，就在它的後面造成一個虛空，自然界是不允許虛空存在的，周圍的介質便立即填補這個虛空，於是這些介質，又對物體形成了一個向前的推力，物體因而得以繼續前進。但當該物體所受的阻力與推力相等時，它的非自然運動就停止了，拋物體就立即恢復它的自然狀態了。亞里斯多德似乎可以自圓其說，但他的認識與實際相去甚遠。

對於自由落體，他認為較重的物體下落速度要快一些，理由是它沖開介質的力比較大。當然，這種認識也是錯誤的。亞里斯多德的物理學沒有科學試驗的基礎，他的結論基本上是不正確的。他的錯誤認識也曾在很長的時期之內，嚴重地束縛著人們的思想。

不過，他的工作終究是人類對機械運動所作的最早的認真的分析，在這個意義上來說，他的歷史功績也是不應輕易抹煞的。古希臘人也很早就用凹面銅鏡聚焦取火，玻璃透鏡的使用也很早。我們還知道古希臘人對光和視覺的一些看法，而把對光的研究建立在科學基礎之上的則是歐幾里得。他的著作《光學》和《論鏡》，被認為是最早的光學專著。

歐幾里得進行了許多光學試驗，並且應用幾何學方法來加以研究。他已經弄清楚了光的反射定律，即入射角與反射角相等。他還研究了凹、凸面鏡的反射。

對於視覺的認識，他卻是後退了一步，他不認為是物體發出的光進入眼睛而產生視覺，卻認為是眼睛發出一種無形的觸鬚般的「視線」與物體接觸，而使人看見。

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