運動學

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在認識自然規律之前,我們需要先認識描述自然現象[1],而最基礎的自然現象非運動莫屬了何謂運動呢?簡單來說,若物體的位置隨時間演進而變化,則我們稱此物體正在運動。

為了讓你認識大自然中物體的運動規則,我們必須先學習準確描述運動的方法。這就像是在告訴你人生哲理之前,你必須先學會精準的溝通方式(語言)。例如,「行動時對待人性的方式是:不論是自己或任何一個別人,絕對不能當成只是工具或手段,而永遠要同時視為目的本身」。也許你開始在想什麼是「目的」?[2],將任何詞彙與概念刻畫清楚的能力是理解人生哲理的必經之路。

以影片中運動為例,常見的描述是「那顆球向下掉」、「就那樣掉下來了」、「那個人放開球後,球就掉下來了」、「那顆球很快就掉下來了」、「球以非常快的速度掉落下來」、…等等。這些描述的缺點是,當我將上述句子轉述給他人時,他人並不能完全掌握我想表達的自由落體運動。例如,「那顆球很快就掉下來了」的不準確性有:

1.球從何處開始掉落?
2.所謂的「很快」是多快?
3.球的運動快慢是固定的嗎?
4.也許應該這麼說,我仍不知物體的位置與時間的明確對應關係

更精確地説,當你理解「那顆球很快就掉下來了」時,若你心中呈現的運動情況不只有一種,反而有多種可能,則那就是不準確的運動描述法。因此,我們在運動學的學習目標是:學會描述已被觀察到的運動。值得一提的是,運動學不能回答「物體會怎麼動?」的問題。這是一種預測性問題,等到你學會牛頓的三大自然秩序之後,你就會了!(這是動力學的範疇)


[1] 認識就是指看到、聽到、聞到、…等等的感覺;描述則是指利用語言表達的行為。在運動學,「看見這個畫面」就是對此運動的認識、感知,而「螞蟻從桌腳爬到桌面」則是對螞蟻運動的描述。
[2] 林火旺(2009)。基本倫理學。台北市:三民書局

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