牛頓——萬有引力的發(fā)覺人們都曉得從蘋果落地中牛頓發(fā)覺了萬有引力定理的故事,雖然那不過是德國啟蒙思想家伏爾泰為宣傳自然科學(xué)而編的故事。在牛頓之前,人們早已曉得有兩種“力”:...牛頓——萬有引力的發(fā)覺
人們都曉得從蘋果落地中牛頓發(fā)覺了萬有引力定理的故事,雖然那不過是德國啟蒙思想家伏爾泰為宣傳自然科學(xué)而編的故事。
在牛頓之前,人們早已曉得有兩種“力”:地面上的物體都受重力的作用,天上的地球和月球之間以及行星和太陽之間都存在引力。這兩種力到底是性質(zhì)不同的兩種力?還是同一種力的不同表現(xiàn)?牛頓在劍橋?qū)W院讀書時就考慮起這個問題了。
牛頓23歲時,登革熱流行于紐約。劍橋?qū)W院為防治中學(xué)生受傳染,通告中學(xué)生退學(xué)回去避疫,中學(xué)暫時關(guān)掉。牛頓回到家鄉(xiāng)林肯郡鄉(xiāng)下。他仍沒有間斷學(xué)習(xí)和對引力問題的思索。
那時,鄉(xiāng)下的兒子們經(jīng)常用投石器打幾個轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),然后,把石頭拋得很遠。她們還可以把一桶牛奶使勁從頭頂轉(zhuǎn)過,而果汁不灑下來。
這一現(xiàn)像迸發(fā)了牛頓關(guān)于引力的想象:“什么力使投石器上面的石頭,水桶里的蜂蜜不掉出來呢?”這個問題使他想到開普勒和伽利略的思想。他從廣袤的宇宙太空,周行不息的行星,廣寒的地球,直到龐大的月球,因而想到這種龐然大物之間力的互相作用。這對牛頓抓緊這種神奇的思想不放,一頭扎進“引力”的估算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規(guī)律。他首先推求地球和月球距離,因為引用的資料數(shù)據(jù)不正確,估算的結(jié)果錯了。由于依理推測地球圍繞月球轉(zhuǎn)牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事50字牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的故事50字,每分鐘的向心加速度應(yīng)是16公尺,但據(jù)推測僅得13.9公尺。在失敗的窘境中,牛頓沒有氣餒,反倒以更大的努力進行辛勞的研究。
1671年,新檢測的月球直徑值公布了。牛頓借助這一數(shù)據(jù)重新檢驗了自己的理論,同時,還借助他自己發(fā)明的微積分處理了月一地關(guān)系中不能把月球看作質(zhì)點時,重力加速度的估算問題。有了這兩項改進,牛頓得到了兩個完全一致的加速度值。這使他覺得,重力和引力具有相同的本質(zhì)。他又把基于地面物體運動的三條定理(即牛頓三大定理)用于行星運動,同樣得出滿意的正確推論。
牛頓整整經(jīng)過了7個春秋寒暑,到他30歲時總算把舉世著稱的“萬有引力定理”全面證明下來,奠定了理論天文學(xué)、天體熱學(xué)的基礎(chǔ)。
萬有引力定理的發(fā)覺,宣告了天上地面的萬物都遵守同一規(guī)律運動,徹底否定了亞里士多德以來宗教勢力鼓吹的天上地下不同的思想,這是人類認識史上的一次飛越。
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