第1130章 落体实验和半球实验(1/2)
“比萨斜塔实验?”
徐光启听得一头雾水。
因为他从未听传教士讲过这个实验,从泰西出使归来、和伽利略有交往的孙元化也没提过。
这让他不由好奇道:
“这是什么实验?”
“臣怎么没听说过?”
“没听说过?”朱由检很是惊讶。
因为在他想来,这个实验应该很有名才是,难道现在还没开始举办?
这却是他受到了小学课本的误导,《两个铁球同时着地》这篇文章里的实验,从来没有真正做过。
伽利略的理论,是在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》里提出的,这本书在泰西刚刚出版。
根据自由落体理论,所有的物体,无论重量或密度大小,在真空中会以完全相同的方式均匀加速。
为了方便人们理解,伽利略在《对话》的虚构对话中,让代表自己的萨尔维阿蒂解释了这一理论:
“亚里士多德说:‘从100肘高处下落的重100磅的铁球,比从同一高处下落的1磅重的铁球更早落地,后者在同一时间里只下降了1肘。’但要我说,它们是在同一时刻到达地面的。”
这完全是他用理论推导的结果,却没做过实验。
朱由检对此并不清楚,但他从徐光启这里听说比萨斜塔并未举行什么实验后,当即决定道:
“泰西没有做过,咱们就自己做。”
“准备同样材质、不同重量的大小铁球,还有同样重量、不同大小的铁球和木球。”
“从热气球上往下坠,看看谁先着地,再格出其中的原理。”
“有能解释并用数学计算出来者,授与世袭爵士和科学院院士身份!”
命徐光启以大学士身份负责这个实验,促进科学研究。
徐光启听了仍是不解,但是他知道皇帝的用意是好的。
这个实验的名气传开,能够让人们加强对科学的关注。
并且能转移热点,减少自己受到的非议。
而如果自己用西学解释出这个实验的原理,西学的处境也会得到改善。
他决定按皇帝的要求负责这个实验,格出其中的道理。
朱由检为了防止无人解答,稍微做出提点,说道:
“这个实验,可以称之为落体实验,主要受重力和浮力、或者说空气阻力的影响。”
“空气能让热气球漂浮,它是有力量的。和水能浮起物体一样,空气有浮力存在。”
“这个浮力,不足以让铁球和木球在空气中浮起来,但是在它们落下时,却会形成阻力。”
“按照朕的估测,同样材质的铁球坠下去,大概会同时落地。”
“或许会因为阻力有一定差异,但是用肉眼很难区分。”
(比萨斜塔高56.7米,根据计算,大球落地的时候,小球在其上2.42米的位置。重力加速度下,落到地面时铁球速度接近40米每秒,2.42米再往下落的时间不到0.1秒,肉眼比较难以区分)
徐光启听得更懵了,万万没想到皇帝还能知道这些。
他不知道皇帝说的是对是错,但直觉上感觉没问题。
不过在没有得到证实前,还是不能传出,他打算等实验结果得出后再公布出去。
小心记下这些,徐光启又问道:
“那用木球做什么?”
“难道木球也和铁球同时落地?”
朱由检道:
“同样重量、但是不同大小的铁球和木球下落,一定是铁球先落地。”
“因为木球的体积更大,会受到更大的阻力。”
“用它们两个比较,是为了让人们感受到浮力。”
“朕对热气球的悬赏开出几年了,现在都没有人解答,用这个实验启发他们。”
对热气球的悬赏,朱由检本来是抱有很大希望的。
但是这个问题在热闹了一阵后,因为无人解答出来,就被高高挂起。
所以朱由检用木球和铁球对比,直观地展现空气浮力。并引出密度、阻力、重力等概念,促进物理研究。
当然,他用的是格物的名义,让士子格物致知,研究其中道理。
解释了落体实验,朱由检感慨道:
“落体实验最理想的环境,应该是在真空中,排除空气阻力等干扰,可以称之为自由落体实验。”
“那样所有的物体,无论重量或密度大小,都会同时落地。”
“但是现实中找不到这样的地方,只能等以后效仿万户陶成道飞到太空,才有可能做这个实验。”
“太空”这两个字,对徐光启来说又是陌生的词语。
他知道皇帝说的不是特别空的意思,应该是极高的天空。
否则就不需要效仿万户陶成道,用火箭把人打上去。
想到陶成道的下场,徐光启劝谏道:
“飞天之说,虚无缥缈。”
“天上到底是什么,谁也无法得知。”
“陛下不可投身如此虚无缥缈之事,徒然浪费心力。”
朱由检摇了摇头,说道:
“太空上的事情,不是虚无缥缈。”
“按照浮力理论,越往上空气越稀薄,直到什么都没有,完全变为真空。”
“那样的地方,人是无法呼吸和生存的。但是自由落体实验,同样不会受空气影响。”
“未来后人若真的登上太空,朕希望他们在真空中做实验,验证自由落体理论。”
让旁边的起居注记下,作为自己的期许。
他希望大明的生产力发展后,能够面向太空。
人类不能永远困于地球上,要走向星辰大海。
这么宏伟的目标,他自然是看不到的,只能寄望后代。
徐光启听皇帝这么说,也放下了担心。知道皇帝不是追求太空入脑,不顾一切让人上天。
不过,对于皇帝说空气越往上越稀薄、直到变成真空,他是有些不大相信的。
因为此时西方主流的观点,是空气中充斥着以太,根本没有真空存在。
对此,朱由检听得失笑。
他虽然不知道伽利略的弟子托里拆利怎么证明真空的,但是用过真空袋保存衣物的他,知道怎样抽出真空来。
想着自己命人研发的压水井,朱由检画了个图,说道:
“命文思院制作抽气泵,要能抽出空气。”
“还有,准备两个空心的半球,把它们合起来后抽走空气,里面就是真空存在。”
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