知道牛頓,估計很多人都是從一個蘋果了解的:
一顆蘋果認識牛頓
一天傍晚,牛頓坐在蘋果樹下乘涼。忽然,一個蘋果從樹上掉下來,落在他的身邊。他覺得很奇怪,心想:「蘋果為什麼會掉下來呢?」 他繼續自言自語,「可是,為什麼蘋果只向地面上落,而不向天上飛去,也不向左、向右拋開呢?」 為了弄明白這個問題,他又反覆地觀察,專心地研究,終於發現了蘋果落地的秘密……原來,這是因為地球有吸引力!
真相併不是這麼簡單
然而,這個故事據說是伏爾泰從牛頓的侄女那裡聽來的,並不見於任何正式記載。不過可以確定的是,引力的提出過程,並不是靈感式的頓悟那樣簡單。
實際上,在中世紀「地心說」就已經成為了一種共識(在「地心說」中,物體朝向地心自然下落)。
到了牛頓時代距離「日心說」差不多有兩百年了,且從伽利略至克卜勒,「日心說」都已經逐步替代了「地心說」。
所以,「地心引力」對於牛頓來說根本不是什麼新鮮事,他需要回答的不是「蘋果為什麼落地」這樣的常識,而是更為複雜的問題——「星體為何沒有因為離心力而飛出太陽系,或者因為向心力而飛向太陽」。
大佬們的歧義
在牛頓看來,宇宙之中或許並沒有充滿某種「看不見的物質」的必要,它可能是空空如也的,星體之間的「引力」也並不需要某種「看不見的介質」來進行傳遞。
萊布尼茨,他對牛頓的萬有引力觀也持批評的態度。因為按照笛卡爾的主張,引力是「牽一髮動全身的」,就如同從地上撿起了一件衣服,當你捏著領子往上提的時候,衣服的袖子和下擺也跟著向上運動起來。
如果按照牛頓的主張,兩個點之間是沒有任何「介質」的,那麼引力的傳播應當是有一定「延遲」的,可是以當時的條件無法觀測到這一點。這個問題也令牛頓十分困擾,而他對此的回答則是,無處不在的上帝使得這股力量呈現於世界每個角落。
現在我們都知道萬有引力的提出,揭開了日月星辰運行的內在奧秘。它成為人類理解和認識世界的重要基石。牛頓本人用萬有引力定律對潮汐、行星歲差等現象進行了解釋,牛頓的好友哈雷利用它預言了哈雷彗星的回歸周期,法國天文學家勒維耶則由萬有引力推算出了海王星的存在。對航空航天事業發揮重要作用的第一、第二、第三宇宙速度的推算,都有著萬有引力定律的身影。
探索未知,發現未來