第一條線索
人類解讀偉大解謎故事的嘗試，和他們的思想史一樣悠久。但直到300多年前，科學家才逐漸理解故事所使用的語言。從牛頓（Isaac Newton，1642-1727）和伽利略（Galileo Galilei，1564-164）的年代開始，解讀的進度突飛猛進。人們發展出研究調查的技術，以及尋找與鑽研線索的系統化方式。自然之謎的一角被解開，雖然在進一步研究中，很多答案被證明有欠深慮，經不起時間的考驗。
幾千年來，有個非常基本的問題一直隱藏在自身的複雜性中，那就是運動。我們在自然界觀察到的所有運動，像是拋到空中的石頭、海上航行的船隻、街上移動的推車等，事實上都相當複雜。要理解這些現象，比較聰明的做法是在可能的範圍裡，從最單純的狀況著手，再逐漸推演到複雜的狀況。一個靜止物體，表示沒有任何運動發生。要改變這個物體的位置，就要對這個物體施加一些影響，推它一把、把它舉起來，或是讓其他物體作用在它身上，像是馬匹或蒸汽引擎。直覺上我們會把運動和推、舉、拉等動作連結在一起。多次經驗下來，我們大膽地進一步推測，如果想讓物體移動更快，就得更用力地推動物體。如此一來，得到的結論自然是施加在物體上的作用越強，物體速率越快。4隻馬拉的馬車，比只有2隻馬拉的馬車跑得快。直覺告訴我們，速率基
本上和作用力掛勾。
偵探小說的讀者一定對假線索混淆整個故事並使答案遲到的狀況不陌生。由直覺主宰的推理方式往往是錯的，它造成幾個世紀以來人們對運動的錯誤認知。亞里斯多德（Aristotle，前384-前322）橫跨歐陸的巨大影響力，大概是運動的直覺性認知獲得長時間信任的主因。長達2000年的時間，《力學》（Mechanics）普遍被認為是亞里斯多德的著作，我們可以讀到：
當持續推動物體的力，無法繼續作用於推動物體時，移動的物體就會停下。
伽利略發現並發揚光大的科學推理方法，是人類思想史上最重要的成就之一，同時也標誌物理學的起源。透過他的發現，人們了解不能盡信以當下的觀察為基礎做出的直覺性推論，因為它有時會給出錯誤的線索。
但是，直覺在哪裡出錯了？一部馬車，比起由2隻馬拉，由4隻馬拉跑得更快，這句話有出錯的可能嗎？
讓我們進一步檢驗關於運動的基本現象，起點是一個日常的經驗，也是人類有文明以來就已熟悉的、從生存的奮鬥中得來的經驗。
在平坦的路上，假設有個推手推車的人突然鬆手，停止推動車子。推車在停止之前會繼續移動一小段距離。我們問：如何增加鬆手後推車移動的距離？有不少方法都能辦到，像是為輪胎上油或把路面變平滑。輪胎越易於轉動、路面越平滑，推車持續移動的距離就會更遠。那麼上油或整平路面的動作，造成了什麼不同？唯一的改變是：外來影響因此變小了。變小的是名為摩擦的效應，在輪胎本身以及輪胎與路面之間都能見到。這段話已經算是針對可觀測證據的理論性詮釋了，不過，這個詮釋事實上太過武斷。再踏出重要的一步，我們就能獲得正確的線索。想像一個完美平滑的路面及沒有任何摩擦效應的輪胎。如此一來，使推車停下的因素就沒有了，所以它會永遠移動下去。這項結論只能透過理想實驗的想像中獲得。因為我們無法排除所有外部的效應，理想實驗實際上不可能做到。但是理想實驗找到的線索，正是建構運動機制的基礎。
