「蘋果為什麼不往天上掉?」

2021-03-31 14:04:08 字數 1794 閱讀 6391

「天哪!這麼個小不點兒,簡直可以把他塞進杯子裡去!」接生婆擺弄著滿身血汙的小生命驚訝地嚷道。

這時恰好是2023年聖誕節的清晨,英國東部林肯郡沃爾斯索普村教學的大鐘敲響了,「咚!咚!」的鐘聲召喚著虔誠的村民去作禮拜。這位早產的男孩隨著教學的鐘聲降臨到人世間,他的哭聲是那麼的微弱,體重也僅及正常嬰兒的一半。

尤其不幸是的是,嬰兒的父親在他出生前幾個月就死去了。出於對亡夫的思念,母親給這位嬰兒取了個與他父親一樣的名字——伊薩克·牛頓。

這位苦命的遣腹子顯然不些先天不足,他的親戚們見他體弱多病,都擔心他不能長大**。出乎意料的是,這個嬰兒不但活下來,而且居然活到了85歲;更為重要的是,他成了科學的巨人。

2023年,23歲的牛頓大學畢業,留在了大學研究室。但就在這年6月,鼠疫流行,學校被迫停課放假,牛頓回到了家鄉沃爾斯索普村。牛頓在這裡一住就是兩年,這是近代科學史上極其光輝的兩年,因為牛頓後來的三大發現,都是這時開始萌芽的。

牛頓在鄉下生活期間,一直在梳理大學學習中碰到的種種謎團,他的全副身心一直被物體運動的原因佔據著。

在古希臘,人們把所看到的運動分作三類:地面上的運動、落體運動和星體運動。亞里斯多德對三類運動的原因都作過說明,他認為力是地面上物體運動的原因;地球是宇宙的中心,所以落體落向地球;星體與地上物體不同,它們的特殊本性體它們保護永恆的運動。

牛頓知道,伽利略對亞里斯多德的前兩種解釋做出了否定的結論,但亞里斯多德的星體運動理論對不對呢?哥白尼提出了地球繞日運轉;克卜勒找到了行星運轉的規律;伽利略證明了行星的運轉。但是它們為什麼要那樣運轉?對此誰也沒有做出過明確的回答。

為了解開這個謎團,牛頓曾翻遍了有關天體執行的書籍,卻僅僅找到了在科學上站不住腳的近乎幻想的說法:古希臘人認為有引力存在;哥白尼說「引力是按照神的意志,給予物質各部分的自然屬性」;克卜勒說「月球被地球索引著;相反月球也吸引著地球上的海水。從太陽那裡,有乙隻肉眼看不見的巨大的手,伸向行星,拉著這些行星跟太陽一起旋轉」。

天體執行難道真是引力作用的結果?那麼引力又是什麼呢?牛頓一直在想著這些問題。

有一天傍晚,沉思中的牛頓下意識地向後院的蘋果園走去。園子裡,蘋果樹上掛滿了成熟的蘋果,空氣中充滿著沁人心脾的果香,對此,牛頓全然不覺。

突然,「吧嗒」一聲,樹上乙個熟透了的蘋果被風吹落在地上。牛頓的思路一跳:咦!蘋果為什麼不往天上掉?難道是地球的引力在吸引著它?!

牛頓立即進行了聯想:乙個人站在山崖上,把一塊石頭輕輕地丟擲,石頭就會落到不遠處的地上;如果他用的力更大,石頭就會落得更遠;若力足夠大時,這石頭就將不再落到地面上,而是圍繞地球旋轉起來;要是地球沒有引力,這石頭就會朝著他丟擲的方向照直飛去。

推而廣之,月球以一定的距離繞地球轉動,就是因為月亮總是向地球下落的緣故。引力就像一頭拿在小孩手中,一頭拴著小石頭的繩子一樣,從小孩手中牽引著小石頭滴溜溜地轉圈。

牛頓豁然開朗:只要證明地球對月球的吸引力確實就是月亮繞地球執行所需的向心力,那麼筥星體間都有相互吸引力的結論就是正確的了。

結果,牛頓的計算證明了引力的存在,他還找出了計算引力的公式:在同一時間裡,月球向地球下落的距離是蘋果下落距離的三千五百五十分之一。也就是說,引力的減弱同距離的平方成反比。

牛頓由此證明,地球吸引蘋果的力和地球使月球圍繞自己轉動的力,以及太陽使行星圍繞自己轉動的力,都是相同的。古希臘人說的三類運動實際上受同一規律支配著,天地萬物的運動用這一規律就可以概括起來。

就這樣,牛頓完成了人類誝自然的歷史中的第一次理論大綜合,把人們過去一向認為截然無關的地球上世俗物體的運動與天上的神聖的天體運動,概括在乙個嚴密的理論之中。由於牛頓引力定律證明,不論天上地下,任何兩個物體之間都具有這種引力,所以人們又把它叫做「萬有引力」。

偉大的牛頓,以敏銳的眼光,從人們熟視無睹的蘋果落地的現象中,捕捉到科學的真理之光。

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