我國小學課本甚至於幼兒園的故事書裡面都有一篇文章,說牛頓坐在一棵蘋果樹下思考問題,突然從樹上掉下一個蘋果,剛好砸到牛頓的腦袋。然後一下就讓牛頓腦子有了靈感,思考蘋果為什麼掉到地上而不會掉到天空,因此發現了萬有引力!
牛頓被蘋果砸到?
這個浪漫動人,又特別有教育意義的故事是真的嗎?英國皇家學會公布牛頓的朋友、考古學家威廉·斯蒂克利寫的一份手稿,裡面描述回憶了牛頓的一生。根據這份手稿的描述,牛頓確實在他母親家裡看到過蘋果掉落地,但是並沒有提到他被蘋果砸腦袋一事。而且根據牛頓本人的任何手稿,也沒有記錄他被蘋果砸腦袋的事情。關於牛頓被蘋果砸的事情,最早見於法國哲學家伏爾泰的一篇文章,而據說他也是從牛頓的外甥女那裡聽到的故事,真假不得而知。由此可見,牛頓被蘋果砸腦袋從而發現萬有引力這事情很可能是編造出來的,並不符合事實。
蘋果園
其實牛頓發現萬有引力,並非一朝一夕的事情,而且在他之前,其實已經有人在研究這些領域了。如天文學家克卜勒在1625年就發現了天體的運行規律,並提出了行星運動三大定律。在這三大定律中,克卜勒其實已經發現了行星圍繞太陽做橢圓形運動,其動力來源於太陽,並且這個力大小與距離有關。不過遺憾的是,克卜勒未能進一步找到這個力的根源和精確的關係。不僅僅是克卜勒,還有比如伽利略、惠更斯、胡克等人,在萬有引力的發現上,他們都做出了很大的貢獻,甚至在牛頓前已經有了產生萬有引力概念的萌芽。以至於牛頓後來曾說,我之所以比別人看得更遠一些,是因為我站在巨人的肩上。
太陽系行星運行
不過有對於牛頓這個「我站在巨人肩上」的言論,也有人認為並非牛頓的謙虛,而且牛頓暗含的諷刺。原因是牛頓劃時代的巨作《自然哲學的數學原理》中,利用微積分證明了從引力的平方反比律出發可以推導出克卜勒三定律。而這個平方比律,卻是胡克早前給牛頓寫信提到過的,信中胡克認為「任意兩個物體之間都存在引力,而這個引力與物體間的距離平方成反比,因此在地球表面拋體的軌道應該是橢圓,如果地球能穿透,物體將回到原處」。
地球產生的引力波假想圖
當然,胡克來信只是提到了這個概念,是一種猜想,更沒有進行計算和論證。但是牛頓並沒有在《自然哲學的數學原理》體現胡克的「功績」,胡克當然很生氣,認為平方反比律是他發現的,就將牛頓告上法庭,說牛頓剽竊他的研究成果。
牛頓在巨人肩上~~~
牛頓也因為這事情非常氣憤,於是他給胡克回信中提到了胡克的「功績」,說「如果說我比別人看得遠一些,是因為我站在巨人的肩膀上」。這句話看起來沒有什麼問題,但是偏偏胡克的身材比較矮小,所以就看起來像牛頓在嘲諷他。當然,這個是否真的是嘲諷胡克或許也只有牛頓本人知道了,畢竟他的成功確實是建立在前人的基礎上。
身材高挑
最後想說的是,牛頓能取得成功,關鍵是在於他自己的卓越能力。為了研究平方反比律和克卜勒三定律關係,牛頓憑藉自己天賦和努力,在前人基礎上最終創立了影響整個數學乃至整個科學發展的微積分。除微積分外,牛頓發現的有引力定律、力學三大定律、光譜分析等均具有劃時代的意義。當然,除了上面這些裡程碑式的貢獻外,牛頓還在望遠鏡改進、冷卻定律、廣義二項式定理、原子理論等方面有貢獻,被稱「百科全書」式人才!
牛頓老家和彩虹
牛頓一生貢獻是偉大,稱其為現代物理學之父毫不為過。對於艾薩克·牛頓在科學史上的地位,就這麼來評價吧,即使把牛頓放第二位,都會引來一群人的爭議和不滿!