我们每个学过高中物理的人都知道，在计算合力的时候，可以通过平行四边形法则，将两个不同方向的力，通过向量相加的方式，得到它们的合力。那么平行四边形法则是由谁提出的呢？它又为什么能够作为求合力的方法呢？就让科普君带你来认识今天的主角--荷兰物理学家--斯蒂文。

　　西蒙·斯蒂文

　　西蒙·斯蒂文于1548年出生在荷兰的布鲁日（现在属于比利时），关于他的生平的记载不多，现在我们可以知道的是，他曾经在安特卫普当过学徒，后来又以军事工程师而出名。他学问渊博、多才多艺，在科学上有较深的造诣，是经典力学的先驱，他既是工程师、建筑师，又是音乐家。他的著作包括数学、力学、天文学、航海学以及军事科学方面的内容。对十六世纪荷兰和北意大利的科学繁荣及工业昌盛有巨大的促进作用。斯蒂文在力学上的主要成就是他在1586年出版的荷文版的《静力学原理》一书，在书中几乎包括了静力学的所有学说：杠杆原理、斜面理论、刚化公理、绳索机器、重心问题等等，其中最为人所熟知的就是"力的合成之平行四边形法则"。在接下来的文章中，我们会对斯蒂文如何得出平行四边形法则的进行一个初步的探讨。

　　在《静力学原理》一书中，斯蒂文是这样叙述的：在一个长斜面AB比短斜面BC长1倍的三角斜面体上，想像地挂着重量相等的、用链串起来的14只小球，其中4只球均匀地放在长斜面AB上，有2只球放在短斜面BC上，其余8只球则对称地悬在三角斜面体之下。如图所示：

　　一些热衷于搞"永动机"的人，看到这个装置时会认为：左斜面上的球比右斜面上的球多1 倍，由于重量不同，在无摩擦(斜面都是很光滑的) 情况下链球要开始从左斜面下滑向右斜面上运动，而链球整个又是连续的，运动一经开始便永远继续下去。斯蒂文首先否定了这种"永恒运动"的可能, 他认为：下悬的8只球既然是对称的就不会破坏球链的平衡，左斜面的4只球必然与右斜面的2只球相平衡。从而他得出结论：整个系统是平衡的。进而斯蒂文用数学方法论证，如图所示：

　　改变右斜面BC的倾角，使该面垂直于地面，则重物P不受斜面的支持而与AB斜面上的重物R相平衡，于是有

　　也就是说, 平衡重物R的是绳的拉力:

　　但重物R不仅拉着绳子，并且还压着斜面AB，同时，它又受到斜面AB的支持力Q的作用；也可以假想Q力是垂直于斜面AB的绳子B1M所施的拉力。

　　从而

　　由此可见，各力间之比犹如三角形各边长的比，从此可以推得力钓平行四边形法则。或者也可以这样来引证：沿物体R重力的反方向引任意线段ME，并于此线段的终点E作平行于绳子RB和B1M的线段EL和EK( 即沿着力P和力Q的方向), 则有

　　最后得

　　就这样，斯蒂文在作了物体的受力分析后，用几何法最早证出了力合成的平行四边形法则。

　　虽然从现代的物理学的观点来看，上述的证明未必严密，但是从历史的角度来看，斯蒂文对于静力学的发展起到了奠基的作用。

　　斯蒂文在《静力学原理》中的另一个突出的成就是，他谈到了曾做过一个反对亚里士多德"落体说"的实验。亚里士多德认为: "地面上的落体，重的落得快，而轻的落得慢"。斯蒂文从30 英尺高处同时让两只铅球自由下落，一只是另一只的十倍重，它们到达地面上时落到木板上所发出的清晰响声听来好像是一个声音。从而在伽利略定量实验之前，斯蒂文用定性实验驳斥了亚里士多德的落体说。斯蒂文选择的是两个铅球，由于铅的密度远大于空气的密度，所以它们能够尽可能地减少"空气阻力"的因素，从而基本上排除了空气对两个物体下落所造成的影响。斯蒂文的这个实验要早于伽利略的"两个铁球同时落地"的实验，只不过在当时并未受到太大的重视。

　　斯蒂文还在他的著作中应用机械原理论述简单机械（杠杆、辘钻、起重装置、人力旋轮、滑轮与滑轮组）和"绳索机器"，从而又完全明白地表述出"刚化公理"。

　　在16世纪末至17世纪初这段时期里，由于阿基米得及其后斯蒂文的贡献, 静力学已接近其极盛时代。斯蒂文在另一力学著作《水静力学原理》中系统地论述了浮力原理，进行了浮沉分析，并解释了"水静力学佯谬"。数十年后, 帕斯卡综合对气体的研究，终于发展成为"流体静力学佯谬"。

　　斯蒂文于1620年在荷兰的海牙去世，他为我们留下了一个极为珍贵的静力学宝库。