大家好,我是站站,今天跟大家講的是水果引發的事。。
給你一隻蘋果,你會想到什麼?
這大概是人類史上最出名的水果。這個果子的事之所以能變得這麼膾炙人口,一大半要歸功於大名鼎鼎的作家伏爾泰。他是個大文豪,但他在很長一段時間裡不遺餘力地介紹和鼓吹牛頓的學說。要知道,在其發表萬有引力理論之後,很長一段時間法蘭西科學院根本不相信。不管是基於學術分歧也好,基於民族自尊心也好,他們都更傾向於笛卡爾的以太漩渦理論。
他因此和當時的學界發生過激烈的爭辯,堪稱超級」粉絲」 。有一次人們當著他的面爭論凱撒、亞歷山大大帝和成吉思汗誰最偉大,他的回答是: "伊薩克最偉大,因為他們只是破壞,而他卻進行創造。凱撒和馬其頓王亞歷山大是野蠻時期的野蠻本能地產兒,而其則是文明的象徵。」可見他對伊薩克的推崇。
他的事是二手的, 他從伊薩克的侄女巴爾頓夫人那裡聽說了這個事,並將它寫進了1727年發表的一篇文章裡:」伊薩克爵士在他的花園裡散步,首次想到了他的引力體系,接著便看見一顆果子從樹上掉下。」後來這事由這篇文章的讀者們衍生出許多大同小異的版本,比如看到果子落地的是少年時代尚未離家去念中學的伊薩克;比如散步的地方不是在老家林肯郡而是在劍橋;最誇張的一種說法認為果子正好砸到了他的腦袋!
他本人也講過這個事,不過是在他的晚年,離事發生的時間已經相當久遠。按照他對《伊薩克爵士生平回憶錄》作者的講述,這件事發生在1666年,黑死病橫行歐洲的時期。因為瘟疫,劍橋大學關閉了。23歲的他那時已經獲得了學位,他離開倫敦,回到位於林肯郡的伍爾索普村老家,花了兩年的時間研究微積分、光學和引力理論。老家的窗外有一棵果樹, 他坐在窗邊的時候,時常看到果從樹上落下,由此得到啟發,發現了引力律。
實際上,在1666年,他並不需要一顆果來提示他關於引力的思考。因為就在幾年前,荷蘭天文學家惠更斯和英國天文學家虎克都各自提出過弓力的平方反比思想。他和虎克在接後來的幾年裡保持通信,一直在討論關於平方反比的事。他那句有名的話"如果我看得遠一些,那是因為我站在了巨人的肩膀上」就寫在1676年2月給虎克的一封信裡。
那時候的學界圈子很小,全歐洲的知識分子都互相通信,彼此聯繫。不過年輕的他可能的確曾經走到院子裡,拿起那隻掉下的果掂量許久一雖 然他思考的大概不只是這隻果,而是這個球上的一切。它為什麼掉下?為什麼沒有飛向空中?一定有什麼力牽引著它,那又是什麼力呢?事情似乎太難了。
直到三百多年後的現在,學家們仍然在為引|力的本質爭執不休。他並沒有糾結於力的本質。事實上,他似乎從來沒對物理現象的本質感興趣,關注的只是應該怎樣用數學去描述它們。他最偉大的著作,為近代物理學奠基的《原理》,全稱是《自然哲學的數學原理》,著重的是用數學來解釋自然。
這部了不起的著作上承了古希臘的哲學傳統,採用幾何論證的方式來證明討論的,被認為是最後一部用古希臘風格寫成的巨著——讓一個普通人去讀哥白尼的《天體運行論》,可能會被種種複雜晦澀的數學表述弄得摸不著頭腦,換成《原理》,即便跟不上他的思路,也一定能讀明白他到底在說什麼。當然,要在300多年前從一隻落下的果一直聯想到球、 亮和太陽,這需要非常強大的思考能力。
和日後愛因斯坦那的電梯思想實驗一樣,他在頭腦裡開闢了一個宇宙,常常沉浸在思維實驗中,一「發呆」 就是好幾個鐘頭。據說他在早晨的時候思維特別活躍,經常打算起床的時候剛把一隻腳伸出被窩,忽然之間靈感洶湧而來,頓時忘了周圍的一切,保持同一個姿勢一動不動地坐上好幾個小時,直到腳受涼抽筋才被驚醒。只有這樣,才能在頭腦裡把果變成月球。
果和月球之間的關係,其實並不複雜。拋出這隻果,它很快就會落回地面上。如果出手的速度再快些,它將會飛出更遠的距離再落地。那麼,不斷加快果的飛行速度,它最終將能飛K得足夠遠,遠到超過球的尺寸,再也不會落到地面上,而是繞著,一圈圈地不斷飛行。
這,不就是月球嗎?從這隻果出發,他把天上的物體和地上的物體聯繫了起來。不管是球、月亮、木星還是太陽,都和這隻果一樣,同等地遵循著引力定律。整本《原理》的核心就是引力律的確立及其應用。他首先研究了各種與向心力有關的運動形態,然後仔細討論了「使木星恆離開直線運動而留在其軌道內之力」,「使行星恆離開直線運動而留在其軌道內之力」,和」使月球不能離開其軌道的力」,發現它們都是向心力,分別朝木星、太陽和球,而且恰好與木星、太陽和球的距離平方成反比。
然後,為了區別引力與磁力的不同,作出結論:一切物體均有重動(即引力),而且與其所含的物質之量(即質量)相比成正比。從這個定律出發,他解釋了大量的實際題,比如月球運動的偏差、潮汐的原理和歲差現象的原因。天和地從此統一起來, 世界在人類的眼前,轉化成一幅嶄新的圖像。
在他的晚年,他迷戀於鍊金術和神秘學,留下的筆記裡關於鍊金術的篇幅比起關於自然學的要多得多。在他的一生裡,提出了力學三定律、發現了引力律、發明了微積分、改進瞭望遠鏡,在自然學的各個領域都有著傑出的貢獻,可是也充滿了與其他大師的糾紛和矛盾,一 度還鬧上過法庭。如今,物理學家們對宇宙的理解已經遠遠超出了他力學所能解釋的範圍,除此之外的一切都被時間化為了過眼雲煙。
好了,今天的分享就到這裡了,我們下期見