譚新強：Galileo的教誨：人類非宇宙中心點
文章日期：2021年5月21日

【明報專訊】人類非常自以為是，一切以自己為中心的動物。自古以來，不止大部分人都以為大地是平或者是方的，他們更以為天上的星星、月亮和太陽，都是圍繞着我們而運轉的。當伽利略（Galileo Galilei）以望遠鏡觀察得來科學證據，支持哥白尼（Nicolaus Copernicus）的太陽中心論，他就被教廷批鬥和逼害了20多年之久。

即使現代人也有同樣自以為是的主觀願望。不少人偏見地以為近數十的所謂新發明，例如互聯網、手機、AI、機械人和加密貨幣等，都必然是人類史上最偉大和最重要發明。更有不少人甚至相信所謂加速回報定律（Law of Accelerating Returns），認為重要科技發明的速度不斷提升，很快就將達到人網合一的所謂「奇點」（Singularity）！

客觀點來看，這些科技發展雖重要，尤其互聯網和手機，令到日常生活更方便和豐富，但怎可能比火、蒸氣機、電力、電話、汽車和飛機等更重要？有人曾問過李光耀，什麼是偉大發明？他的答案是對新加坡而言，最重要的發明是空調！他認為在熱帶地區，如沒有空調，工作效率非常低，經濟發展必更困難。你可能以為李光耀此言是開玩笑，小小一台冷氣機，怎可能那麼偉大？但事實擺在眼前，新加坡是熱帶國家中，極少數（差不多唯一）能達到發達國家水平的國家之一，成功原素當然不止空調這麼簡單，但他立國不久即決定盡快在所有政府辦公室裝置空調，肯定對提升政府效率有極大幫助。

近20年科技無助提升生產效率
若以生產效率的趨勢來判斷近20年科技發展的成效和重要性，不幸客觀結論就必然是頗為失望，甚至驚訝。因為不論美國或中國，過去20年的勞動生產率（labour productivity）增長都不斷放緩（見圖1及圖2），就如數以萬億美元計的IT投資，每人手中一台超級電腦，都提升不了我們的生產效率。更不需遑論AI結合機械人，再加5G，所有工廠都應變得更自動化，需要的工人極少，理論上人均生產效率必定急速提升。

這麼多「超偉大」發明，怎去解釋生產效率增長率不加速反放緩的重大謎團？我認為可探討3個可能性。

（1）從1970年代開始，個人電腦（PC）開始崛起和普及，企業投入大量資源，期望生產力效率大幅提升。但長近20年的投資期，效果一直是失望的，在互聯網普及前，大部分電腦幾乎可算是獨立的，主要用途只包括文書處理（word processing）、電子試算表（spreadsheet）和簡單資料庫（database）等，即使有通訊功能，也只限於速度極慢、撥號連線的modem。在這個單打獨鬥的環境下，大部分PC亦是一台昂貴的高級打字機，對生產力提升當然有限。後來隨着互聯網崛起、寬頻普及，企業開始看得到大量投資IT的回報。當然互聯網的發展，提供了創立大量新企業的機會（但即使如此，上世紀七十年代至今的生產力增長也一直放緩）。

同一道理，過去30年的新科技發展，將有重新提升生產力效率的一天，可能只是時辰未到。我贊同有此可能性，但到底現代科技，缺乏什麼催化劑，防止它們完全體現潛能？我也沒有準確答案，部分可能是投放的量未足夠，例如5G，大家一直期待網絡速度馬上提升10倍以上至Gbps級別，但事實上在美國和中國的用戶體驗極差，平均速度提升50%不到，某些情况和地區，甚至比4G更慢，亦較受障礙物如牆壁阻礙接收。應用方面更缺乏「killer apps」，據說在中國的流行5G App是Speedtest，就是用來測試通訊速度！現時平均每個基站服務約7000用户，當然寄望繼續增加密度，到了某個水平，希望能較成功體現5G功能。除此，高頻率的mmWave網絡仍在起步階段，高頻率才可真正大幅提升速度，但不幸物理上，mmWave穿透力更差，要實現IoT夢想，實時遙控高速機器，進行精細手術和應用於交通系統等，仍面對極大挑戰。

（2）人均生產效率增長放緩，有可能是定義和數據準確度的問題。會否是不可以金錢來量度近代科技發展所帶來的所有好處，除經濟增長外，亦有助改善人類健康、延長壽命，以及提升快樂感？有可能，事實上在過去200多年，全球人類壽命的確上升很多，從不到30歲升至現在的70多歲；但大部分應該是公共衛生的改善，尤其自來水的普及，農業進步導致營養改良，以及接生技術和環境改善，大幅減低嬰兒夭折率等，而非來自先進癌症治療法或基因工程技術。當然，近年英美的平均壽命更出現下跌趨勢。快樂的定義更抽象，跟科技發展更沒有一個必然關係，去多幾次日本就一定開心啲？著名人類學家Steven Pinker認為，原始的hunter-gatherers，以狩獵為生，不用花太多時間工作和計劃生活，平均快樂度反而比生活較穩定和富庶的農業社會高很多。原因是農業需要長達一年的工作計劃、播種、灌溉、收割和儲糧等等，全年忙碌，亦需全年憂慮天氣和瘟疫等。現代人更惨，不止需要計劃一年，未上幼稚園，已需要開始計劃人生，每年每月每日都有無窮無盡的所謂工作、責任和煩惱。

有人企圖解釋，可能分母也有問題。人均生產力增長減速，或者是因為現代經濟高度自動化，需要工作的人愈來愈少，即是失業，underemployment和不需工作的人愈來愈多，所以人均生產效率就被拉低了。這個解釋有兩個問題，首先在這次COVID大流行前，以美國為例，失業率跌至3.5%的50年新低，何來工作人數在減少？近月隨着美國疫情減退，失業率又再急速下降，所以此論點不成立。

有人指出，雖然表面失業率低，但有不少人不再尋找長工，只做點「零工」（gig），或只領救濟，所以人均生產效率被拉低。我沒有深入研究過，但我懷疑近年underemployment的情况，是否真的比以前嚴重。我的印象是從前較以農業為重的社會，鄉下的「閒人」更多，城市化才是提升人均生產力的最重要元素。

總括來說，我承認經濟數據未必能夠完全反映科技進步對人類的影響，但仍不可以此為解釋生產效率增長放緩的藉口。

人類發展漸近兩科學極限
（3）我認為最重要的解釋是人類發展已逐漸走近兩個科學上的極限。第一個是地球資源所能提供的可延續發展極限。人類發展，從古至今，尤其從工業革命開始，都可說是建築在耗用地球資源身上，尤其倚賴化石能源，最初是最髒的煤炭，後來是更好用但更有限的石油，再加上較清潔但難儲存運輸的天然氣。近年我們當然開始發現化石能源的碳排放，帶來嚴重氣候變化問題，如不能在極有限時間內解決，足可導致一次全球大規模動植物滅絕災難！

樂觀來看，這個危機當然也提供很多發展再生能源、電動車輛（electric vehicle, EV）、儲能、碳捕獲（carbon capture），以至「地球工程」（geoengineering）技術的機會。但不能否認的是地球本身是個充滿有機化學（organic chemistry）的環境，最方便的能源必然是與炭相關的，石油的能源密度是任何電池技術的20倍以上。按《巴黎氣候協議》的計劃，人類必須在2050年前達到碳中和，談何容易？去年因疫情，全球碳排放確下降了約6.5%，接近但仍不到每年遞減7%的目標，今年美、中等經濟重開，有可能達標嗎？

另一個更根本的是物理的極限。歷史上最偉大的科學突破，毫無疑問是二十世紀初，愛恩斯坦的狹義和廣義相對論，和稍後由玻爾（Niels Bohr）、海森堡（Werner Heisenberg）和薛丁格（Erwin Schrodinger）等人所發展的量子力學（quantum mechanics）。兩套理論非常偉大，亦有極大實用性，核能和核武正是它們的結合，是禍是福，見仁見智。但不幸過去60年，理論物理已可說碰到了堅硬牆壁，相對論與量子力學有非常根本性，甚至哲學性矛盾，聰明如愛恩斯坦，窮人生最後30年努力，也無法解決此問題。後人想出很多充滿創意的理論，例如超弦理論（Superstring Theory），但全都是紙上談兵，毫無實驗證明，所以於事無補。

物理極限對應用科技和經濟發展有很大影響。整個IT革命都是由半導體技術進步所推進。最有名的摩爾定律（Moore's Law），雖並非一條真正永恒不變的物理定律，但在過去50年，一直是芯片發展的一個指標。事實是每一代的芯片發展，雖仍在進步，但速度早已放緩，最初摩爾定律預期每9至I2個月，芯片密度即可翻一倍，近年已放緩至兩年以上。強如過去的老大英特爾（Intel），已停滯於14nm兩年以上，只有台積電和三星能繼續推前，能成功生產7nm芯片。即使台積電等能如期做到2nm，無疑必將接近物理極限，再縮小必將帶出各種量子世界的奇怪現象如「穿隧效應」（tunneling effect），極難控制芯片性能。

在應用層面上，影響也必極大。單是AI無人駕駛，已是個極重要的科技夢想，亦是Tesla股價的一個重要支柱。馬斯克（Elon Musk）教主是個頂級銷售員，他一直不斷告訴「信徒」無人駕駛是個相對簡單的ANI（Artificial Narrow Intelligence）應用，只需GPU或ASIC夠快，加上視覺數據，必可在短期內成功。按馬斯克的說法，年輕一代不需要學駕駛汽車，法律甚至將禁止人類開車，所有汽車變成AI無人駕駛的EV。

無人駕駛為極複雜AI難題
事實上，無人駕駛是個極複雜的AI難題，最近連馬斯克開始承認困難比原先想像中高很多。不止Tesla，大部分其他公司都碰到同樣問題，不少甚至已放棄。Uber和Lyft都計劃出售無人駕駛部門，Alphabet的Waymo，近日CEO和CFO等多位高層相繼辭職。德國各大汽車廠近日都推出質量非常不錯的EV，但並無太多AI功能。

我一向認為無人駕駛沒那麼簡單，應屬於AGI（Artificial General Intelligence）問題，即需要所謂common sense。人腦當然遠比電腦慢，但複雜度遠比芯片高，人腦neurons（神經元）數量超過1000億，synapses（突觸）數量更超過125萬億，更加是三維物體，連形狀和組織都對人腦的思考、性格和整個意識（conciousness）非常關鍵，遠比現時最先進二維為主，7nm GPU的540億原子粒多和複雜。即使未來用到2nm技術，能做出人類common sense的機會仍很低。不少AI專家認為，AGI需要whole brain simulation，或甚至不可以矽為基礎原料，改以用所謂wet ware，不知是否想以基因工程技術，在試管中培植出一個以碳為基礎原料的有機AI系統？聽起來，比Frankenstein（科學怪人）更恐怖！

我沒有答案，只想提醒大家不要過度自以為是，人類始終是渺小的，我們對宇宙的認知非常有限！

（中環資產擁有Tesla、Uber、Alphabet、台積電及三星財務權益）

中環資產投資行政總裁
[譚新強 中環新譚]

https://www.mpfinance.com/fin/columnist3.php?col=1463481132098

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三大系列31個教案，剛好可以規劃一個學期全部玩完
【三大系列】
⭕ 系列一: 好好玩的生活科學(3個主題14個教案)
1⃣ 好好玩的生活科學1：有趣的簡單機械與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #力學基礎 #槓桿原理
1. 翹翹板
2. 伸縮鉗子(剪刀)
3. 投籃機
4. 動定滑輪
5. 賽車

📘 小筆記：
簡單機械指的是機械中最基本的單位。它是我們生活中一切科技發展的基礎與最基本的元件，也是孩子接觸牛頓力學（向量力學）前的重要前導。簡單機械共包含了有（1）桿槓（2）輪軸（3）滑輪（4）斜面（5）螺旋，幾種基本元件組合而成的。人類從古至今，就一直利用這些簡單機械的基本元件，發展出能幫助我們生活更便利、更省時省力的複雜機械。現在，就讓我們帶領著孩子，一起進入到我們生活中去看看與學習這些有趣又好玩的生活科學吧！

2⃣ 好好玩的生活科學2：有趣的動力傳動學習與教學實驗
▶ 5種科學實驗 - 認識 #動力傳送 (齒輪傳動+鏈條傳動+皮帶傳動+液體傳動)
1. 齒輪
2. 行星齒輪
3. 鏈條傳動+皮帶傳動
4. 坦克車
5. 液壓升降台

📘 小筆記：
動力傳送就是將某一種物品產生的力量，傳至另一個地方。它包含了風力、水力、人力、電力、火力……等等。動力傳送最大的用途，就是將所有力量，經過動能轉換成機械能，幫助我們達到省力、省時，改變運動方向，使操作簡便的機械。其中，最為簡單、也最為我們常見的就是齒輪組的運用。

3⃣好好玩的生活科學3：運動定律的學習與教學實驗 - 認識 #運動力學
1. 伽利略單擺
2. 戰鬥陀螺
3. 重力小車
4. 風力車

📘 小筆記：
運動定律就是施加於物體的外力與物體所呈現出的運動彼此之間的關係。大家最熟悉的就是牛頓的三大運動定律，以及伽利略的單擺運動。

⭕ 系列二：小創客的科學教育與實驗製作系列(13個主題)
1⃣ 3合1液壓挖土機 #槓桿原理 #帕斯卡原理

📘 小筆記：
3合1液壓挖土機有挖土機、抓魚爪、破壞夾三種可以交換的工具頭。組裝過程可以體驗挖土機手臂利用流體（液態）傳送所產生的動力，並且在槓桿原理的輔助運用下，達到力量放大，以及真實的實踐「槓桿原理」及「帕斯卡原理」

2⃣ 四輪驅動車 #輪軸原理

📘 小筆記：
輪軸是由兩個不同大小的圓輪，固定在同一軸心上，這種機械稱為輪軸。大圈的圓叫「輪」，小圈的圓叫「軸」，輪軸是槓桿的變型運用。組裝過程中可以認識到兩個後輪的「輪軸原理」及利用皮帶，驅使後輪帶動前輪的動力傳送構造

3⃣ 雙翼滑行機 #輪軸原理

📘小筆記：
雙翼滑行機是利用螺旋槳使飛機滑行的原理。螺旋槳是一種有中央輻射形槳葉的裝置，每一槳葉都組成螺旋面的一部分。早期英國人把螺旋槳稱為「空氣螺絲」，因為扭轉的螺旋槳葉片就跟一般的螺絲有著相似的原理，它的運動方式是旋轉向下又向前

4⃣ 可愛機器狗 #槓桿偏心輪軸原理

📘 小筆記：
偏心輪軸指的是輪與軸的中心點位置不在旋轉點上，一般指的是圓形輪，當圓形沒有繞著自己的中心旋轉，就成了偏心輪軸。一般來說偏心輪主要的目的是產生振動即可，像是我們手機裡面的振動器都是用偏心輪，來達到震動模式。組裝過程可以認識到偏心輪軸所產生的推力以及槓桿原理，機器狗前腳帶動後腳，使機器狗能夠向前走動的原理。小朋友還可以調整偏心輪軸的角度，觀察這將會使機器狗走動時，產生如何的改變喔！

5⃣ 手持吸塵器 #大氣壓力原理

📘小筆記：
吸塵器的原理是利用風葉片在馬達上高速運轉，在內部將空氣抽走，使吸塵器內部的大氣壓力與吸塵器外部的大氣壓力相比之下，產生負壓，從而將吸塵器外部的灰塵、細小垃圾等物質經吸入吸塵器內，達成吸取灰塵的目的

6⃣ 水陸兩用車 #大氣壓力與浮力原理

📘 小筆記：
水陸兩用車就是利用浮力，以及螺旋槳使車子滑行的原理。當螺旋槳在水中或空氣中旋轉時，就產生拉（推）力，使車子、船或飛機作前進運動。這也是利用大氣壓力所形成的的一種動力。空氣流過螺旋槳時，會使一側的壓力小於另一側，這會產生一個向較低壓力方向的反作用力，促使雙翼滑行機向前滑行。水陸兩用車遊戲過程中，除了認識到螺旋槳所產生的推力，更能認識到水的浮力，以及空氣中作用力與反作用力的運用喔！

7⃣ 工程壓路機 #輪軸傳送 #重力與壓力

📘 小筆記：
壓路機擁有著巨大的滾輪，是用於道路、機場跑道、等大型工程壓實地面作業的工程車輛。它的作用是藉由壓路機鋼輪的重量，來壓密物體表面(利用壓力來滾壓)

8⃣ 鋼琴音樂盒 #彈性物體變形與動能轉換 #槓桿力矩

📘小筆記：
當音樂盒發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，力矩也最小，輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止

9⃣ 紙飛機發射器 #認識輪軸與磨擦力

📘 小筆記：
紙飛機發射器是利用兩個圓輪與紙飛機之間的摩擦力，來固定住紙飛機（所謂摩擦力，是指一物體在另一個物體表面上滑動或將要滑動時，這兩個物體在接觸面上會產生阻止相對運動的作用力，這種作用力稱為摩擦力。試試看用不同厚度的紙張摺紙飛機，看看紙飛機與發射輪在不同摩擦力之下，會有什麼樣不同的反應及效果

🔟 古代明輪船 #齒輪傳送以及輪軸原理 #體驗水的浮力 #作用與反作用定律

📘小筆記：
明輪船是指在船的兩側裝有類似輪子、能旋轉的槳輪，由於槳輪的一部分露在水面上邊，因此被稱為明輪船。當流體的浮力＞物體的重力（密度）時，物體將會上浮。當明輪船的槳輪在水中旋轉時，會對水產生一股推力（作用力），同時，水也會以反方向對槳輪產生一股反作用力，使船作前進運動。

❶❶ 旋轉木馬音樂盒 #槓桿力矩原理

📘小筆記：
遊戲過程中可以學習到發條的工作原理是屬於槓桿力矩原理而運作的：當發條被上緊時，此時發條前端的槓桿力矩最長，所以發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，所以力矩也最小，因此輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止。

❶❷ 浪漫的摩天輪 #動力傳送 #槓桿力矩原理

📘小筆記：
遊戲過程中可以學習「皮帶」所產生的動力傳送，以及槓桿力矩原理而運作的發條工作原理：當發條被上緊時，發條前端的槓桿力矩最長，所以發條前端輸出的力量也最大。運行一段時間後，緊緊盤在發條軸上的發條會慢慢鬆開，它的能量隨之下降。當能量即將耗盡時，發條末端的槓桿力矩最短，所以力矩也最小，因此輸出的力量也隨之變小，直至發條恢復原狀為止。

❶❸ 消防雲梯車 #巴斯卡原理 #流體力學

📘小筆記：
消防車又稱救火車，是專門用作滅火或其他緊急用途的救災車輛。按功能可分為抽水車、雲梯車、搶救車及其他專門及支援車輛。消防雲梯車是屬於消防的高空作業車，通常被用於高空灑水及救人。雲梯的主要運作方式，是利用了流體力學中的巴斯卡原理（液壓傳動），來操作雲梯的伸縮。

⭕系列三: 讓孩子著迷的遊戲製作與實驗(4個主題)
#認識偏心輪軸的推力 #槓桿原理
1⃣ 腕龍
2⃣ 無齒翼龍
3⃣ 三角龍
4⃣ 暴龍

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去年，我花了兩個星期寫出《地球依然在動》一文，盡力把所有涉及的物理原理以淺白的文字解釋清楚，而且盡可能不犧牲技術上的細節正確性。這是我近年寫得最滿意的科普文之一。
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地球會運動，而這運動由幾個部分組成：自轉、公轉，以及隨太陽環繞銀河系中心運行（其實還有自轉軸的進動和擺動，以及受其他行星重力影響等等問題，我現正慢慢寫另一篇文章詳述，敬請期待！）。
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《地球依然在動》長達七千多字，比普遍一本書約六千字一章更長。因此我把這文分為四個部分，每部分稍作調整，每天貼一部分，希望讀過或未讀過的朋友，讀完後都可以有所得著。
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第一部分「從古希臘地心說到伽利略船實驗」
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傳說伽利略接受宗教法庭審判、被迫簽下「地球不會動」的悔過書時，說過這一句說話：「地球依然在動。」（”And yet it moves.”）
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科學尋找大自然定律，而大自然不會受人類意見左右。所謂科學「常識」都必須經過無數科學家努力研究才能得出。今次的主題是「為什麼我們感覺不到地球在動？」古時候並沒有人知道答案。在這個資訊發達、恆常有人駐守國際太空站上、每個人都知道答案的時代，我們又有否思考過，為什麼答案是如此這般呢？我希望藉著這個看似簡單的問題帶出一些思考的盲點。
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觀察天空是古人思考宇宙奧秘的主要方法。日出日落，斗轉星移；東升西落，周而復始。這些觀察使古人歸納出一個結論：萬物都環繞地球轉動。這個直觀的理論叫做地心說（Geocentrism）。相反，古希臘學者亞里斯塔克斯（Aristarchus of Samos）提出太陽才是宇宙中心，稱之為日心說（Heliocentrism）。埃拉托色尼（Eratosthenes of Cyrene）更是首個做實驗計算地球直徑的人。
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雖然日常生活感覺不到地面彎曲，但平面世界並不能解釋幾個觀察。首先，從海岸上望向遠方海上的帆船，總是先看見桅桿和船帆後才能看見船身；在山崖上能夠比在海邊更早看見船隻，在船上也總是先看見山崖再看見海岸；在桅桿上的水手能夠比在甲板上的水手更早看見陸地。這些都是地球表面彎曲的最直接的證據。
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再者，月食發生時，月球上的黑暗面積總是圓形的一個部分。如果月食成因是地球遮掩了投射在月亮上的日光，那麼只有當地球是球狀的時候，才能總是投影出圓形的影子。我們可以試試分別用一個足球和一塊圓形的紙板，利用燈光在牆上投射出影子。我們會發現只有當燈光垂直照射平面的紙板時，影子才會是圓形的。但如果是立體的足球，無論從哪個方向投射燈光，影子都總是圓形的。
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晚間出沒的星星與日間出現的太陽有個共通點，就是會從東邊升起、西邊落下。不過有些星星從不落下，它們只會環繞天空中一個假想的點轉動。對於身處北半球的人來說，有些星星永不落下，它們會環繞北極星附近的北天極轉動，北緯越高越多星星會這樣做。相反，身處南半球的人也會發現有些星星永遠只會環繞南天極轉動。太陽、北天極或南天極在天空中的位置亦隨緯度改變，在平的世界裡這是不可能的。因為在平面的世界裡，世界各地看見的星空都應該是一樣的。除非不同緯度的人看見的並非同一個太陽、同一堆星星，否則地球不可能是平的。
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古希臘人認為物質分為兩種，各自會有自然的運動傾向：天上的物質自然而然環繞地球運動、地上的物質自然地向宇宙中心落下。人們傾向接受地心說，因為除了眾星辰都「明顯」環繞地球運動外，如果地球真的環繞太陽運動的話，為什麼地上的物質又會向地心落下？這是古希臘人未能解釋的。
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地心說一直稱霸西方思想，甚至在東方亦一樣。古中國天文學家認為地球是方形的平面，且天空則是半球形的，即「天圓地方」之說。西方反對日心說的最大理由是地球「明顯」靜止不動。人們說，如果地球在動，那麼當物件向下掉落時，不應該掉在腳邊，而應該掉在後方，因為物件正在空中向下跌時，地球向前移動了。他們認為，即使地球並非宇宙中心，「地上的物質自然地向宇宙中心落下」依舊應該成立，所以如果地球在動，物件就理應向後方掉落而非垂直掉落了。
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直至1624年，伽利略（Galileo Galilei）提出「船實驗」，才把這個攻擊日心說的主要理由消除。伽利略在行進中的船上觀察物件落下，發現與在陸地上時一樣掉在腳邊。這代表物件並不會原地垂直落下，而是會跟隨船隻一邊向前行進、一邊落下。在陸地上看，這個物件的軌跡是一條拋物線。這就代表地球並不一定是靜止的，因為這實驗證明了物件並非永遠向地球中心掉落。
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換句話說，伽利略發現了慣性定律。因為慣性定律，我們不能分辨地球究竟是靜止的還是在作等速運動。當然，地球的自轉和公轉運動並非等速運動，因此伽利略的船實驗只顯示了近似的慣性定律。根據牛頓力學，我們知道地球和太陽之間以萬有引力互相吸引，其結果就是地球環繞太陽公轉。不過只有公轉並不足以解釋恆星、太陽、月亮、行星的周日運動（diurnal motion）和周年運動（annual motion）。地球必須自轉才能解釋所有這些天文數據。然而，這些都只是地球會動的間接證明。
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我們會在下一節討論地球自轉對地球表面上的觀測者的影響，以及地球自轉的直接證據。
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先備知識：
1.速度、加速度的概念

影片重點：
1.牛頓第一運動定律：物體不受外力時（或所受合力=0），則靜者恆靜，動者恆作等速度運動。
2.我們認為物體要持續等速度運動是需要持續給予外力是因為我們忽略的摩擦力的影響。
3.牛頓第一運動定律是建立在伽利略的實驗基礎上。

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