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第31章 电光火石的那一瞬

——万有引力的发现

1665年到1666年,由于可怕的黑死病,剑桥大学被迫停课,牛顿也因此回到故乡伍尔斯托普村。

1666年秋的一天,天空晴朗,万里无云,灿烂的阳光像往常一样照耀着伍尔斯托普村。牛顿无心欣赏田园风光,他的脑子里装满了哥白尼的日心说,还有地球、火星、金星等行星的运行规律等问题以及行星为什么要那样运行。

苹果树下的牛顿陷入了苦苦思索之中,忽然有一个苹果从树上落下来,正好打中他的脑袋。牛顿觉得很奇怪,他想:“这个苹果为什么会落下来呢?是因为它熟透了吗?可是,它熟透了为什么只向地上落,而不向天上飞呢?”

“苹果落地,那是因为地球在吸引它吗?地球对苹果是有引力的吗?牛顿的眼里闪出了奇异的光芒。于是,牛顿开始在笔记本上画了起来。地球是圆的,在地面高处的任何一点,把一块石头轻轻放开,石头就会做自由落体运动,落到这一点的正下方,这是由于地球对石头有一种引力。如果不是将石头轻轻放手,而是向水平方向抛出,石头就会落到离这点较远的地方,其运行轨迹是一条抛物曲线,而且速度越大落地越远,这是因为石头在做水平运动的同时,也受地球引力的作用,所以飞过的路线是曲线。如果抛出的速度特别快的话,它就不落到地面上,而是沿着一定的轨道,围绕着地球转起来。

晚上,在烛光下,牛顿开始根据笔记本上的记录计算起来,得出了地球引力的强弱是与地球中心到月球的距离的平方成反比的。这就是“平方反比律”。后来他又联想到太阳、行星,也计算出引力同距离的平方成反比。这时,牛顿已经发现了万有引力定律,但他却把它放到桌子里了,因为他认为在未能证明这一定律的正确性之前是不能发表的。

几乎在同一时期,牛顿又注意起光的秘密来。他拿一块三棱镜——三边形的玻璃,使一束太阳光穿过它。他发现白色的阳光穿过三棱镜时发生了折射,并被分解成7种不同的颜色。这些就是彩虹的颜色,叫做光谱——红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。牛顿的这些重要发现是在18个月内完成的。

牛顿又花了三年工夫研究光的性质,并获得了极为重要的发现。他发明了第一架反射望远镜,使用一片很大的凹面镜及很小的一片平面镜,把光线反射出去,能够消除镜片上各种不同颜色。牛顿的反射望远镜是巴洛马天文台两百英寸望远镜的始祖。

很快,这位伟人又再次转向自己的主要兴趣所在,即对引力和运动的研究。

1672年,法国人皮卡尔由精密的大地测量得出了地球直径的更准确的数值,1682年,牛顿根据这个最新的数值,使根据万有引力定律算出万有引力系数G的理论值,与由运动学方法测出的实际数值取得了一致。1685年,牛顿又克服了数学上的困难,严格地证明了计算一个均匀的球状物体对外面物体的吸引作用时,已经看做所有的质量都集中在物体的中心。困难终于被扫除,牛顿的万有引力定律终于在1687年的《自然哲学的数学原理》中正式发表了。

牛顿的成就,恩格斯在书中概括得最为完整:“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学。”但他的天才对于现代世界产生了更为深远的影响。因此,根据包括爱因斯坦在内的众多科学家的看法,牛顿对于现代科学的贡献超过了历史上任何一个人,他的研究成果对于整个人类文明都产生了决定性的影响。

野蛮帝王用他的野蛮制伏了国家的野蛮。为了国家的强大。他不惜除掉阻碍改革的亲生儿子。

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