自由落体运动的思想实验与逻辑重构：从亚里士多德到伽利略

2025年11月4日下午，我校名家论坛第341期在海淀校区教学图书综合楼814会议室成功举办。中国社会科学院哲学研究所智能与逻辑实验室主任、研究员、二级教授、博士生导师杜国平教授为我们带来了一场题为“自由落体运动的思想实验与逻辑重构：从亚里士多德到伽利略”的精彩讲座。本次论坛由人文学院副院长王建芳教授主持，来自人文学院逻辑学研究所的师生参与了本次活动，大家围绕科学思想史上的经典逻辑问题展开深入探讨。

杜国平教授同时拥有哲学博士与工学博士学位，在哲学思辨与工程科技两个领域均沉淀了深厚的学术素养。他以广为人知的伽利略自由落体思想实验为切入点，通过系统梳理与细致入微的逻辑分析，促成了古希腊哲学家亚里士多德的传统物理认知与近代物理学家伽利略的科学探索精神之间的深度对话。整场讲座不仅展现了跨越时空的思想交锋，也带来了逻辑与科学相互激荡的思辨盛宴，让人在知识迁移与范式更替中领略科学精神的力量。

杜教授指出，伽利略当年针对亚里士多德“重物先落地”理论所采用的归谬法反驳策略，不仅是科学思想史上一次极具启发性的辩论，更成为后世科学研究与逻辑推理的经典范例。然而，运用现代逻辑工具对其推理结构进行细致刻画后不难发现，其中隐含着一个关键性的“速度合成式”预设前提。这一前提不仅影响了整体推理的严密性，也促使我们重新审视科学理论构建过程中那些常被忽略的潜在假设。

杜教授通过严密的逻辑推演指出，无需对亚里士多德的观点进行归谬，直接从“速度合成命题”（即两物绑在一起下落速度介于两者单独下落的速度之间）结合常识即可推出“不同重量的物体会同时落地”。进一步分析还显示， “速度合成命题”与“不同重量物体同时落地”存在等价关系，这表明伽利略的证明可能存在循环论证的嫌疑。在此基础上，杜教授通过形式化推导揭示，三种不同的速度合成公式分别对应三种可能的自由落体规律——除了伽利略所揭示的“同时落地”规律外，还包括“重物先落地”（与亚里士多德的观点一致）以及“轻物先落地”两种逻辑上同样自洽的情形。它们分别勾勒出三种不同的物理世界图景，使我们得以更加清晰地理解科学理论如何在不同假设背景下呈现出多样化的可能性。

在与谈环节，各位老师围绕报告内容展开了热烈讨论。孔红教授指出，报告中的逻辑论证严谨而深刻，有效消解了长期以来关于伽利略实验的潜在疑虑。杜教授进一步强调，逻辑在科学理论发展中具有不可替代的基础性作用，这也有力驳斥了“演绎逻辑无用论”的片面观点。付小轩老师聚焦“整数倍如何推广至实数（包括无理数）”问题。对此，杜教授解释说，辅助物体 c、d 可以具有非整数重量，从而覆盖整个实数范围，足以确保推论的一般性。钱彦臣老师从哲学角度追问“亚里士多德式世界在逻辑上是否可能”。杜教授指出，若能为其构造逻辑模型（所有公式可满足），则该世界在逻辑上相容；其“违背先验直观”但并不代表“逻辑不可能”。闫佳亮老师关注前提假设的表述问题，探讨前提是否蕴含两物体质量相等情形。杜教授解释，相关表述只是为了推理方便，实际已囊括质量相等的情况。徐海燕老师尝试将可能世界理论与宗教精神世界研究相连接。杜教授建议，可以通过一阶逻辑对宗教教条与经验规律进行形式化，进而构造共同模型 ，以此检验二者的逻辑相容性。

整场论坛在热烈而意犹未尽的氛围中圆满落幕。本次学术交流以逻辑视角对经典科学案例进行了精细入里的分析，不仅颠覆了人们对伽利略实验的传统认知，也为交叉学科研究开拓了新的思路。它生动地表明，对科学史上经典案例的回顾，绝非简单的“温故知新”，而是借助更先进的思维工具，进行一次次再发现与再创造的思想探险。逻辑，这门古老而常新的学问，至今依然是我们剖析思想、洞察世界、探索未知的锋利工具。它提醒我们，在仰望星空的同时，永不停止在思维的宇宙中进行更深远的航行。

图、文：伍彤彤