为什么鸡毛比铁球后落地
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发布时间：2022-04-20 11:11
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时间：2023-09-16 23:37
鸡毛轻，铁球重，从同样的高度向下落，是鸡毛先落地，还是铁球先落地？
答案有3个：一、铁球先落地；二、同时落到地上；三、鸡毛先落地。
读者请先想一想，然后再做出选择。这里先说一下，这是一个古老的问题，提出问题的人是大名鼎鼎的古希腊哲学家亚里士多德。
公元前300多年的时候，亚里士多德说，物体下落的快慢与它的重量成正比，重的物体落得快。这样，铁球比鸡毛重，自然是先落地的了。这是第一种答案。
由于亚里士多德被西方人尊奉为科学权威，在长达1900多年的时间里，没有人怀疑过亚里士多德的说法，直到16世纪，才有人出来推翻亚里士多德的答案。
这个人是大家熟悉的伽利略。伽利略在《两种新科学的对话》中，用两个人对话的形式，做了一段精彩的推理，推翻了亚里士多德的答案。这段对话，用现代语言简化得通俗一些，大约是这样的：甲：物体A比物体B重得多，哪个先落地？
乙：按亚里士多德的说法，物体A先落地。
甲：现在把A和B捆在一起，成为A+B呢？
乙：A+B比A重，应该比物体A先落地。
甲：请注意，B比A轻，按亚里士多德的说法，B下落比A慢，A+B以后，B抱着A，下落速度减慢了。A+B应该比物体A后落地。
乙：啊呀，得出了两个相反的结论，亚里士多德的话不能再相信了。
就这样，伽利略巧妙地否定了对亚里士多德的迷信。第一个答案不对了，伽利略提出了第二个答案：同时落到地上。
伽利略说，轻重不同的物体从同一高度下落，应当同时落地。当时，伽利略是个二十五六岁的青年，别人都怀疑他的说法，伽利略决心登上比萨斜塔，当着众人进行一次实验。他一手拿着1磅重的铁球，另一手拿着10磅重的铁球，放开双手，两个铁球同时落到了地上。来观看的学者和民众信服了。
这个著名的实验同时使比萨斜塔出了名，代代相传，成为人们熟知的故事。这个古老的故事并没有到此完结，在往下说以前，先做一点补充。
在比萨斜塔实验的前几年，比伽利略年纪大得多的斯台文曾经做过一个实验。他用荷兰文写道：“我们拿两只铅球，其中一只比另一只重10倍，把它们从30英尺的高度同时丢下来，落在一块木板或者什么可以发出清晰响声的东西上面，那么，我们会发现轻球并不需要10倍的时间，而是同时落在木板上。因为它们发出的声音像是一个声音一样。”这段话说明，当时不止伽利略，而是一批人发现了我们说的第二个答案：同时落在地上。
传说，伽利略做完比萨斜塔实验以后，仍然有人不服气，提出一个尖锐的问题：鸡毛和铁球，哪个落得快？
伽利略认为，在生活中，的确是鸡毛落得慢，这是鸡毛受到的空气浮力大的缘故。在真空里，鸡毛和铁球应该落得一样快。伽利略没有能完成这个实验。后来，真空技术有了提高，才有人进行了实验。办法是：把鸡毛、木块、铁球放到一个玻璃管内，抽去空气，形成真空，就会看到鸡毛、木块、铁球同时落到管底。
按说，鸡毛和铁球哪个先落地的答案清楚明白，应该到此为止。进入20世纪，事情发生了变化。1922年，匈牙利的富佛斯在一次实验中发现，不同重量的物质并不是同时落地，先后略有不同，大约相差1%左右。
这一发现并未引起人们的注意，过了60多年，直到1986年，才受到了重视。不少物理学家对富佛斯的实验重新进行了分析，得出了令人吃惊的结论：鸡毛和铁球下落的快慢确实有差别，不是同时落到地上。一句话，否定了伽利略的答案。
第三个答案露面了：鸡毛下落的速度比铁球稍快一点，鸡毛先落地。
大物理学家们说出这个答案，不由你不信，不由你不吓一跳。真怪，这个答案竟与我们的生活常识不一样！
物理学家们说出这番话来，总是有点原因，他们一要做实验——非常精细的实验，二要做理论探讨，然后才会写论文。
他们说，在真空中，鸡毛比铁球落得快，是因为在下落过程中，不仅是重力起作用，还有一个较小的排斥力在起作用，它的方向与引力相反，影响了下落的速度。
这个排斥力，起初叫做“超电荷力”，后来叫做超负载力。这是新认识的一种力，也叫第五种力。
在此以前，人们认为在自然界存在的力有4种。最早认识的是引力，地球绕着太阳转、苹果落到地上都是引力在起作用；后来认识的是电磁力，存在于电磁场中。这两种力都好理解。第三、第四种力存在于原子核内部，主宰各种粒子的相互作用，叫强相互作用力和弱相互作用力。
如今，从鸡毛与铁球下落的问题中，又引出了一个排斥力，就成了物理学中的一件大事。是不是真的存在第五种力，大量的实验，结果不完全一致，还很难说死，下不了结论。因此，关于它的性质，也只能说，还不十分清楚。
2000多年的公案尚未了结。
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时间：2023-09-16 23:38
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