伽利略著作文摘

在这一篇的最后让我们摘录力学奠基人伽利略所著的《两种新科学的对话》一书中的一段对话：

萨尔维阿蒂　我们能够清晰地看到，无论是人类的技术，还是大自然都不能无极限地增加自己创造的产物的高度。例如，人类不可能建造出特别庞大的船只、宫殿和庙宇，而且还要让它们的桨、桅杆、横梁、铁箍等所有部件都稳当地靠紧在一起。另外，大自然也一样不会建造出非常巨大的树木，因为它的树干在自身巨大的重量作用下最终会断裂。同样道理，我们也不能去假想人、马或者其他动物能有超乎寻常的庞大身躯，庞大动物的骨骼也必须比普通动物的骨骼更加坚固结实，或者必须改变这种动物骨骼的形状，让它变得更加粗大。但是这样的结果，在构造与外观上就会让人感到它特别粗壮肥大。有关这一点，具有敏捷观察力的诗人阿里奥斯托在《疯狂的罗兰》中曾经这样描述巨人：

高大的身躯让他的四肢也变得很粗，致使他看起来就像一个怪物。

图83

我让大家看一幅图画（图83），以此来例证我刚刚提到过的内容。图中大骨头的长度是小骨头长度的3倍，但是要想让它像小骨头那样稳固地支撑一个小型动物的身躯一样将它用在一个庞大动物的身上，它就必须要更大地增加自己的直径。我们可以看到，这块大骨头是那么粗壮。这样看来，如果有人想在巨人身上保持住正常人四肢的比例，那么他就必须找到另外一种更加便捷与稳固的物质来形成巨人的骨骼，否则巨人身躯的强韧度就会比普通人要小。身体的尺寸被无限制地加大，结果只能是让身体被其自身的重量所压倒。而相反的情况是，我们发现当减小身体的尺寸时，身体的强韧度并没有随着比例的缩小而减小，我们甚至发现较小身体的强韧度反而会增强。例如，一只小狗能够载起两只或者三只同样的狗，但是一匹马是不一定能载起哪怕一匹大小相同的马的。

辛普利丘　我有足够的理由质疑您所说的内容的正确性。有些鱼类就具有庞大的身躯，例如鲸鱼15。如果我没有记错的话，它的身躯大小相当于10头大象，但是它的骨骼依然能够很好地支撑它的身体。

萨尔维阿蒂　辛普利丘先生，您的意见让我想起来刚刚漏掉的一个条件。如果具有了这个条件，巨人和其他庞大的动物就能够生存了，并且能与小型的动物一样行动灵便。与其说为此要增加用来支撑动物自身重量的骨骼和其他相互连接部分的粗细与强韧度，不如不去改变它们的骨骼结构与比例，而去大大减少骨骼的重量以及骨骼所支撑着的身体各个部分的重量。大自然在创造鱼类的时候就是采取了第二种办法，它不仅使鱼类的骨骼与身体各个部位变得很轻便，而且还使它的重量完全失去。

辛普利丘　我理解您的说法，萨尔维阿蒂先生。您的意思是说，鱼类生活在水里，水自身的重量与浸在水中的物体的重量相互抵消了。这就使得鱼类身体的构成物在水中失去了重量，所以不需要骨骼的帮忙身体也可能支撑。但是我认为，这些还不足以说明问题。即使我们假设鱼类的骨骼不需要去支撑身体，但是构成骨骼的物质却还是有重量的。谁能验证那些横梁般粗细的鲸鱼的肋骨没有一定的重量呢？谁又能够证明它们不会沉到海底去呢？按照您的推论，鲸鱼这样庞大的动物就不应该存在于世上了。

萨尔维阿蒂　为了能够更有力地反对您的观点，我想应该先向您提出一个问题。您是否看到过在平静的海水中，鱼不会沉下去，也不会漂浮到水面上，而是一动不动地悬浮在水中？

辛普利丘　这是众人皆知的现象。

萨尔维阿蒂　但是，如果鱼类可以在水中停留一动不动，那就在无可争辩地证明，鱼类整个身体的重量与水的重量相互接近。既然鱼类的身体中有一部分是比水重的，那么就可以据此得出一个结论：有另外一些部分一定比水轻，所以才形成了平衡。既然是骨骼比水重，那么鱼肉或者其他某个器官就应该比水轻。正是这些较轻的部分与骨骼的重量抵消了。所以，水生动物的情况与我们讨论的陆地生物的情况恰恰相反：陆地生物需要用骨骼来支撑骨头与肌肉的重量，但是水生动物却是在用肌肉来支撑肌肉与骨骼的重量。因此可以说，体形庞大的动物可以在水中生存，却无法在陆地，也就是空气中生存，这一个现象并不足为奇。

沙格列陀　我非常喜欢这段论述、提出的问题和对这些问题的回答。由此我得出一个结论，如果把一条像上面所说的大鱼拖到岸上，它不可能生存很长时间，因为它的骨骼之间起到连接作用的组织结构很快就会断裂，而使整个身体也垮掉了。