雖然有人說(shuō)這個(gè)故事是虛構(gòu)的,人們依然樂(lè)意相信,曾有這么一個(gè)“幸運(yùn)的”蘋果落在了這個(gè)后來(lái)成為科學(xué)巨匠的年青人頭上。
牛頓簡(jiǎn)介
1665年到1666年,因?yàn)榭膳碌暮谒啦。瑒驅(qū)W院被迫罷課,牛頓也因而回到家鄉(xiāng)伍爾斯托普村。
1666年秋的三天,天空放晴,萬(wàn)里無(wú)云,燦爛的陽(yáng)光像往常一樣照亮著伍爾斯托普村。牛頓無(wú)心欣賞田園風(fēng)光,他的腦袋里裝滿了哥白尼的日心說(shuō),還有月球、火星、金星等行星的運(yùn)行規(guī)律等問(wèn)題。
蘋果樹(shù)下的牛頓深陷了苦苦思考之中,突然有一個(gè)蘋果從樹(shù)上落出來(lái)牛頓發(fā)現(xiàn)的定律,剛好打中他的耳朵。牛頓認(rèn)為很奇怪,他想:“這個(gè)蘋果為何會(huì)落出來(lái)呢?是由于它蒸熟了嗎?而且,它蒸熟了為何只向地上落,而不向天上飛呢?”
蘋果樹(shù)的牛頓在苦苦思考
蘋果落地,那是由于月球在吸引它嗎?月球?qū)μO果是有引力的嗎?牛頓的眼中閃出了奇特的光芒。于是,牛頓開(kāi)始在電腦上畫了上去。月球是圓的,在地面高處的任何一點(diǎn),把一塊石頭輕輕放開(kāi),石頭都會(huì)作自由落體運(yùn)動(dòng),落到這一點(diǎn)的正下方,這是因?yàn)樵虑驅(qū)κ^有一種引力。倘若不是將石頭輕輕放開(kāi),而是向水平方向拋出牛頓發(fā)現(xiàn)的定律,石頭才會(huì)落到離這點(diǎn)較遠(yuǎn)的地方,其運(yùn)行軌跡是一條拋物曲線,并且速率越大落地越遠(yuǎn)這是由于石頭在作水平運(yùn)動(dòng)的同時(shí),也受月球引力的作用,所以掠過(guò)的路線是曲線。假如拋出的速率非??斓脑?,它就不落到地面上,而是順著一定的軌道,圍繞著地球轉(zhuǎn)上去。
下午,在燭光下,牛頓開(kāi)始按照電腦上的記錄估算上去,得出了月球引力的強(qiáng)弱是與月球中心到地球的距離的平方成正比的這一推論這就是“平方正比律”。后來(lái)他又聯(lián)想到太陽(yáng)、行星,也估算出引力同距離的平方成正比。這時(shí),牛頓早已發(fā)覺(jué)了萬(wàn)有引力定理,但他卻把它放進(jìn)了椅子的抽屜里,由于他覺(jué)得在無(wú)法證明這一定理的正確性之前是不能發(fā)表的。
幾乎在同一時(shí)期,牛頓又注意起光的秘密來(lái)。他拿一塊三棱鏡一三邊形的玻璃,使一束太陽(yáng)光穿過(guò)它。他發(fā)覺(jué)陽(yáng)光穿過(guò)三棱鏡時(shí)發(fā)生了折射,并被分解成7種不同的顏色。這種就是彩虹的顏色,稱作波譜——紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫。牛頓的那些重要發(fā)覺(jué)是在18個(gè)月內(nèi)完成的。
牛頓又花了兩年功夫研究光的性質(zhì),并獲得了極為重要的發(fā)覺(jué)。他發(fā)明了第一架反射望遠(yuǎn)鏡,使用一片很大的凹面鏡及很小的一片平面鏡把光線反射出去,就能去除鏡框上各類不同顏色。牛頓的反射望遠(yuǎn)鏡是巴洛馬天文臺(tái)兩百英寸望遠(yuǎn)鏡的先祖。
很快,那位偉人又再度轉(zhuǎn)向自己的主要興趣所在,即對(duì)引力和運(yùn)動(dòng)的研究。
牛頓在研究運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律
1672年,西班牙人皮卡爾由精密的大地檢測(cè)得出了月球半徑的更確切的數(shù)值。1682年,牛頓依據(jù)這個(gè)最新的數(shù)值,使按照萬(wàn)有引力定理算出萬(wàn)有引力系數(shù)G的理論值,與由運(yùn)動(dòng)學(xué)方式測(cè)出的實(shí)際數(shù)值取得了一致。
1685年,牛頓又克服了物理上的困難,嚴(yán)格地證明了估算一個(gè)均勻的球形物體對(duì)外面物體的吸引作用時(shí),早已看做所有的質(zhì)量都集中在物體的中心。困難總算被掃除,牛頓的萬(wàn)有引力定理總算在1687年的《自然哲學(xué)的物理原理》中即將發(fā)表了。
牛頓相片
牛頓的成就,恩格斯在書(shū)中概括得最為完整:“牛頓因?yàn)榘l(fā)覺(jué)了萬(wàn)有引力定理而成立了科學(xué)的天文學(xué)。”但他的天才對(duì)于現(xiàn)代世界形成了更為深遠(yuǎn)的影響。為此,依據(jù)包括愛(ài)因斯坦在內(nèi)的諸多科學(xué)家的想法,牛頓對(duì)于現(xiàn)代科學(xué)的貢獻(xiàn)超過(guò)了歷史上任何一個(gè)人,他的研究成果對(duì)于整個(gè)人類文明都形成了決定性的影響。
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