從牛頓的時代背景探索第二運動定律（上）
從牛頓的時代背景探索第二運動定律（上）
行政院科技部科技顧問／瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安
前言
牛頓的萬有引力定律及三條運動定律，都和「力」關係密切。因此，如果我們要討論牛頓創立的古典力學，應該先釐清，在牛頓之前，「力」的觀念是什麼？到了牛頓的時代，「力」的定義又是什麼？如果不明白「力」的定義，我們還是可以機械式的把牛頓力學「應用」到各類問題上，但是很難「認識」牛頓力學的根源。
伽利略
從牛頓的時代背景探索第二運動定律（下）
從牛頓的時代背景探索第二運動定律（下）
行政院科技部科技顧問／瑞典林雪平大學榮譽教授 趙光安
牛頓給力一個定義：第二運動定律
在伽利略和牛頓的時代，數學工具只有幾何、三角、和代數，物理知識也僅限日常生活中有系統的觀察，及少數的實驗結果。用現代的標準來衡量，伽利略和牛頓頂多只有國中畢業的程度。如果我們用現代的數理常識背景來解答三、四百年前的問題，那就是「事後有先見之明」了。雖然和「力學」有關的量測，伽利略得到的數據被推崇是權威性，然而他的「力學」實驗幾乎全部是基於物體的直線運動。在這個時代背景下，牛頓建立的理論，是從「一維系統」開始，然後才推廣到「三維空間」。因此，我們也從直線運動開始，試試看能否經歷一趟牛頓的思路。
伽利略 (Galileo Galilei)
伽利略 (Galileo Galilei)
國立彰化師範大學物理學系研究所楊婕妤研究生/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯
伽利略 (1564-1642)義大利物理學家、數學家、天文學家及哲學家，科學革命中的重要人物。在比薩斜塔試驗了自由落體，不管物體重量的輕重，其落下的時間相同。
伽利略是科學革命的先鋒，並啟發了日後英國物理學家牛頓。在天文學方面，他將望遠鏡應用在觀察天象方面，透過望遠鏡，他發現了月球上的山脈、峽谷和隕石 坑、最大的四個木星衛星、金星的相變和太陽黑子，以及支持哥白尼的日心說。在物理學方面，他發現了主宰物件下墜及拋物線的定律。而在文化史上，伽利略亦成 為了與權威鬥爭，爭取探索真理自由的象徵。因此伽利略被譽為「現代觀測天文學之父」、「現代物理學之父」、「科學之父」及「現代科學之父」。
為什麼伽利略無視於觀測結果?
為什麼伽利略無視於觀測結果?
知識通訊評論第90期
伽利略透過早期望遠鏡觀測星空，其結果顯示地球是靜止不動的。儘管如此，他還是力挺哥白尼的日心說。
伽利略力挺哥白尼的天體系統觀
伽利略的主張確實無誤；地球就像哥白尼早在一五四三年所說的那樣，繞著太陽運轉。但倘若伽利略當時按照他的觀測結果，所得到的邏輯結論，應該是要去支持另一套說法，也就是丹麥天文學家第谷(Tycho Brahe)在十六世紀所發展出來，認為地球並未移動，而是所有其他天體圍繞著地球與太陽轉動的看法。
這是美國傑佛遜社區技術學院物理學家格藍尼 (Christopher Graney) ，閱覽過另一位活躍於十六世紀晚期與十七世紀早期，跟伽利略身處同一年代的天文學家手稿後，所得出來的結論。
格藍尼在二○○八年就指出，伽利略的觀星結果，事實上是一種稱為「艾瑞盤」 (Airy disk) 的繞射現象。這種現象是光線從光源點（像是恆星）穿過一個洞的時候，所產生的同心圓光斑。繞射現象在伽利略時代還沒被發現，所以他並不知道有這現象的存在，因而會相信他的眼睛透過望遠鏡所看到的結果，並且用這些觀測結果來估算恆星的大小及距離。結果就是他算出來的恆星距離，會比事實的距離短了幾千倍。