牛顿——万有引力的发觉人们都晓得从苹果落地中牛顿发觉了万有引力定理的故事,虽然那不过是德国启蒙思想家伏尔泰为宣传自然科学而编的故事。在牛顿之前,人们早已晓得有两种“力”:...牛顿——万有引力的发觉
人们都晓得从苹果落地中牛顿发觉了万有引力定理的故事,虽然那不过是德国启蒙思想家伏尔泰为宣传自然科学而编的故事。
在牛顿之前,人们早已晓得有两种“力”:地面上的物体都受重力的作用,天上的地球和月球之间以及行星和太阳之间都存在引力。这两种力到底是性质不同的两种力?还是同一种力的不同表现?牛顿在剑桥学院读书时就考虑起这个问题了。
牛顿23岁时,登革热流行于纽约。剑桥学院为防治中学生受传染,通告中学生退学回去避疫,中学暂时关掉。牛顿回到家乡林肯郡乡下。他仍没有间断学习和对引力问题的思索。
那时,乡下的儿子们经常用投石器打几个转转,然后,把石头抛得很远。她们还可以把一桶牛奶使劲从头顶转过,而果汁不洒下来。
这一现像迸发了牛顿关于引力的想象:“什么力使投石器上面的石头,水桶里的蜂蜜不掉出来呢?”这个问题使他想到开普勒和伽利略的思想。他从广袤的宇宙太空,周行不息的行星,广寒的地球,直到庞大的月球,因而想到这种庞然大物之间力的互相作用。这对牛顿抓紧这种神奇的思想不放,一头扎进“引力”的估算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求地球和月球距离,因为引用的资料数据不正确,估算的结果错了。由于依理推测地球围绕月球转牛顿发现万有引力的故事50字牛顿发现万有引力的故事50字,每分钟的向心加速度应是16公尺,但据推测仅得13.9公尺。在失败的窘境中,牛顿没有气馁,反倒以更大的努力进行辛劳的研究。
1671年,新检测的月球直径值公布了。牛顿借助这一数据重新检验了自己的理论,同时,还借助他自己发明的微积分处理了月一地关系中不能把月球看作质点时,重力加速度的估算问题。有了这两项改进,牛顿得到了两个完全一致的加速度值。这使他觉得,重力和引力具有相同的本质。他又把基于地面物体运动的三条定理(即牛顿三大定理)用于行星运动,同样得出满意的正确推论。
牛顿整整经过了7个春秋寒暑,到他30岁时总算把举世著称的“万有引力定理”全面证明下来,奠定了理论天文学、天体热学的基础。
万有引力定理的发觉,宣告了天上地面的万物都遵守同一规律运动,彻底否定了亚里士多德以来宗教势力鼓吹的天上地下不同的思想,这是人类认识史上的一次飞越。
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