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　　科學(xué)家發(fā)明的小故事

　　牛頓——萬有引力的發(fā)現(xiàn)

　　人們都知道從蘋果落地中牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律的故事，其實那不過是法國啟蒙思想家伏爾泰為宣傳自然科學(xué)而編的故事。

　　在牛頓之前，人們已經(jīng)知道有兩種“力”：地面上的物體都受重力的作用，天上的月球和地球之間以及行星和太陽之間都存在引力。這兩種力究竟是性質(zhì)不同的兩種力?還是同一種力的不同表現(xiàn)?牛頓在劍橋大學(xué)讀書時就考慮起這個問題了。

　　牛頓23歲時，鼠疫流行于倫敦。劍橋大學(xué)為預(yù)防學(xué)生受傳染，通告學(xué)生休學(xué)回家避疫，學(xué)校暫時關(guān)閉。牛頓回到故鄉(xiāng)林肯郡鄉(xiāng)下。他仍沒有間斷學(xué)習(xí)和對引力問題的思考。

　　那時，鄉(xiāng)下的孩子們常常用投石器打幾個轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，之后，把石頭拋得很遠(yuǎn)。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉(zhuǎn)過，而牛奶不灑出來。

　　這一現(xiàn)像激發(fā)了牛頓關(guān)于引力的想像：“什么力使投石器里面的石頭，水桶里的牛奶不掉下來呢?”這個問題使他想到開普勒和伽利略的思想。

　　他從浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，廣寒的月球，直至龐大的地球，進(jìn)而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這對牛頓抓緊這些神奇的思想不放，一頭扎進(jìn)“引力”的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規(guī)律。

　　他首先推求月球和地球距離，由于引用的資料數(shù)據(jù)不正確，計算的結(jié)果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉(zhuǎn)，每分鐘的向心加速度應(yīng)是16英尺，但據(jù)推算僅得13.9英尺。在失敗的困境中，牛頓沒有灰心，反而以更大的努力進(jìn)行辛勤的研究。

　　1671年，新測量的地球半徑值公布了。牛頓利用這一數(shù)據(jù)重新檢驗了自己的理論，同時，還利用他自己發(fā)明的微積分處理了月一地關(guān)系中不能把地球看作質(zhì)點時，重力加速度的計算問題。

　　有了這兩項改進(jìn)，牛頓得到了兩個完全一致的加速度值。這使他認(rèn)為，重力和引力具有相同的本質(zhì)。他又把基于地面物體運(yùn)動的三條定律(即牛頓三大定律)用于行星運(yùn)動，同樣得出滿意的正確結(jié)論。

　　牛頓整整經(jīng)過了7個春秋寒暑，到他30歲時終于把舉世聞名的“萬有引力定律”全面證明出來，奠定了理論天文學(xué)、天體力學(xué)的基礎(chǔ)。

　　萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，宣告了天上地面的萬物都遵循同一規(guī)律運(yùn)動，徹底否定了亞里士多德以來宗教勢力宣揚(yáng)的天上地下不同的思想，這是人類認(rèn)識史上的一次飛躍。

　　拓展：簡介

　　艾薩克·牛頓爵士PRSMP(Sir Isaac Newton，1643年1月4日-1727年3月31日，英語發(fā)音)[儒略歷：1642年12月25日-1726年3月20日]是一位英格蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、自然哲學(xué)家和煉金術(shù)士。

　　那是在1665年，牛頓讓一束太陽光通過三棱鏡，結(jié)果陽光被分解成了赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色。這是一個重大發(fā)現(xiàn)，它證明普通的光是由七色組成的。牛頓還用一個凸透鏡把七色光合成了白光，更加證實了這一點。牛頓還進(jìn)一步測定了不同顏色的光的折射率，從而發(fā)現(xiàn)了不同色光的折射角度，是按著赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的順序加大，物質(zhì)的色彩是由不同顏色的光在不同物體上有不同的折射率造成的。牛頓立即把上述發(fā)現(xiàn)用到制造望遠(yuǎn)鏡上，一舉制成了不帶顏色的折射望遠(yuǎn)鏡，奠定了現(xiàn)代大型光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的基礎(chǔ)。

　　伊薩克·牛頓爵士(Sir Isaac Newton，儒略歷1642年12月25日-1727年3月20日 格里歷1643年1月4日—1727年3月31日)，數(shù)學(xué)家、科學(xué)家和哲學(xué)家，同時是英國當(dāng)時煉金術(shù)熱衷者。他在1687年7月5日發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)里提出的萬有引力定律以及他的牛頓運(yùn)動定律是經(jīng)典力學(xué)的基石。牛頓還和萊布尼茨各自獨立地發(fā)明了微積分。他總共留下了50多萬字的煉金術(shù)手稿和100多萬字的神學(xué)手稿。

　　牛頓被譽(yù)為人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。他的萬有引力定律在人類歷史上第一次把天上的運(yùn)動和地上的運(yùn)動統(tǒng)一起來，為日心說提供了有力的理論支持，使得自然科學(xué)的研究最終掙脫了宗教的枷鎖。牛頓還發(fā)現(xiàn)了太陽光的顏色構(gòu)成，還制作了世界上第一架反射望遠(yuǎn)鏡。