下载掌阅APP，畅读海量书库
立即打开
当开普勒发现这些定律的时候，伽利略正在研究有关运动的定律。当时的问题在于是什么东西驱使行星在天上转动（那时有一种理论这样说，行星之所以运动是因为在它们背后有一群看不见的天使在扑动他们的翅膀，推动行星前进。你们将会看到，这个理论现在被修改了一下！这就是说，为了保持行星的环绕运动，看不见的天使们必须朝不同于运动的方向飞行，并且他们也没有翅膀。除此以外，这倒多少有点像现在的理论）。在有关运动方面，伽利略发现了一个非常值得注意的事实，这个事实对于理解开普勒定律是必不可少的。这就是 惯性 定律——如果有某个物体在运动，但没有和其他东西相碰撞，也完全不受任何干扰，那么它将沿一直线以均匀速度永远运动下去（ 为什么 它能保持直线运动？我们不知道，但是事情就是如此）。
牛顿使这个观念更为明确。他说：“改变物体运动的唯一方法是要对之用 力 。”如果物体的速率变大，就必定有一个力施加在 运动方向上 。另一方面，如果物体的运动改变到另一个新的方向，那么它必定受到一个 斜向 的力的作用。这样牛顿添进了如下一个观念：要改变一个物体运动的速率 或方向 ，就需要有力才行。例如：把一块石子系在绳上，并使它作圆周运动，那么就需要有一个力以保持它在圆周上运行。这时我们必须把绳子拉住。事实上，这个定律说的是，力所产生的加速度反比于物体的质量；或者说，力正比于质量乘加速度。物体的质量越大，使它产生某一给定加速度所需的力就越大（质量可以这样来测量，使其他石子系于同一根绳的末端，使它们以同样的速率绕同样的圆周转动，用这种方法可以知道它们所需的力的大小，质量较大的物体，所需的力较大）。从这些考虑中得出的一个卓越的观念就是：要保持行星在它的轨道上运行，根本不需要有一个 切向的力 （天使们并不一定要沿切线方向飞行），因为行星总会沿所要求的方向运动。如果根本没有什么东西去干扰它，那么行星就将沿 直线 运行下去。但实际的运动却偏离了不存在力作用时物体所应沿之运动的那条直线，这种偏离差不多与运动相垂直，而不沿运动的方向。换句话说，由惯性原理得知，控制行星绕太阳运动所需的力不是一个 绕 太阳而是 指向 太阳的力（如果有一个力指向太阳，那么当然太阳也许就是那天使了）。