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牛顿的发现万有引力的故事

2023-10-18 13:35 450

艾萨克·牛顿提出了“万有引力定律”,万有引力和美丽的银河系有关,这一定律确定了天文学的理论基础,适用于宇宙中的所有物体,同时也在科学实验中得到广泛的应用和验证。

牛顿的发现万有引力的故事

凡旋转的都在掉落:卫星朝着行星掉落,行星朝着太阳掉落。而在牛顿之后很久,天文学家们还会发现,我们在天空中看到的所有星星都在以一种螺旋运动的形式相互掉落,就此形成了我们的星系——银河系。

这一如此简单而深奥的原理,将如此的优雅与力量集于一身。万物落在万物之上,一刻不停,一切都得到了解释,这就是万有引力。

牛顿看到苹果落下而发现万有引力的故事是大家都耳熟能详的。英国纪念牛顿《自然哲学的数学原理》一书三百周年出版的文集封面也用的是一个苹果,牛顿家乡的苹果树也被移栽到世界各地的许多著名学术机构。

关于牛顿如何发现万有引力有一个脍炙人口的故事。1666年的盛夏,当牛顿坐在沃尔索浦的一棵苹果树下乘凉时,一个成熟的苹果掉落在他的脑袋上,从而令他联想到引力。

事实上,并不是单纯一个苹果促使他思考,真正令他着迷的课题是:苹果为什么会自上而下坠落?在牛顿出生之前的半个世纪,开普勒就发现了行星的轨道成椭圆形,伽利略则发现物体从高处往低处掉落时总是做加速运动,却从来没有人把两者联系起来考虑,更不用说想到它们之间有任何共同的内因了。

然而牛顿却想到,苹果并非是单纯的下落,而是有某种看不见的力在拉它。

接着他又想到在轨道上运行的行星是否也受到这种力的作用:正如把苹果往地面拽一样,是不是某种力也同样存在于天体之间,令月球围绕地球旋转,而行星围绕太阳旋转,使得它们不会飞远呢?这种思考看似简单,实则巧妙,促使牛顿发现了万有引力定律。

牛顿是什么之父

牛顿一生辉煌,在物理学、天文、力学、神学等方面都有所涉猎,所以他荣获了很多殊荣和称号,例如说牛顿是“力学之父”“现代科学之父”以及“近代物理学之父”。

关于第一种说法是因为他仅在力学方面就达到了相当高的水平。牛顿在毕业后尚未工作留校,就在此时他研究了许多的书籍,并运用其知识发现了众多力学理论,这些规律被众人认定成定律。

关于牛顿的第二种说法说与科学有着千丝万缕的联系,其原因是牛顿都以有理论依据的操作和方式为基础进行科学实验的,一定程度上推动了科学发展,以至于在以后的几个世纪里都有所影响。

关于牛顿是什么之父第三种说法,对牛顿赞誉极佳。这种说法与其说是一种称呼,不如说是一种赞誉。因为他在力学方面的成就,使得其引领了物理学研究进程。

三种牛顿是什么之父的说法,各有各的道理。但三种说法字面不同,但实质相同。无论是物理学还是科学的方面的说法都是在赞誉牛顿人生中的成果,我们看到这些成果,在发出赞叹的同时也深受其蒙泽。

炼金术给牛顿带来了什么

在近代科学史上,牛顿的作用可谓举足轻重,被称之为“科学巨人”。

几百年来,他一直被视为科学界的典范,其出版的《自然哲学的数学原理》和《光学》,奠定了他的地位。同时期的诗人蒲柏用诗歌这样陈赞他:自然与自然规律隐匿于黑暗之中,上帝说,让牛顿出世吧,于是一切都变得光明。

二十世纪,牛顿生前手稿被拍卖、研究,牛顿形象的另一面渐渐被挖掘出来,通过手稿中那些负面故事,让世人知道了,原来牛顿痴迷于炼金术,这令学界大为震惊,因为牛顿代表着理性与现实,而炼金术则被认为是江湖勾当。

近代科学的奠基人物为何痴迷于炼金术?这个疑问英国作家迈克尔.怀特也有,为了得到一个合理说明牛顿行为的解释,他在反复研究现有资料后,在《最后的炼金术:牛顿传》给出这样一个说法:

炼金术起源于古希腊时代,过程是为了寻找一种石头——哲人石,它具有神奇的功能,能够将石头点缀成黄金。过往的欧洲,不论是意大利诗人但丁或是罗马教皇,对于炼金术都很鄙夷,但仍旧有很多人将一生献给炼金术,例如化学家“波义耳”。

实际上,尽管炼金术被披上神秘面纱,其实它就是欧洲人对科学探索最早的尝试,从某种角度来看,近现代化学正是其衍生物。

牛顿所生活的时代,炼金术与科学研究的界限很模糊,根本难以区别。

因此,统筹来看,牛顿是务实的人,为了发现“自然结构”,必然是要将一切琢磨透,任何一块自己不了解的石头都需要了解,那么他研究炼金术只有一个原因,里面有一定的价值;世人将炼金术看作“江湖术法”,但与牛顿同时期的许多科学家却专心研究它,这也间接影响了牛顿。

科学一词诞生于近代,在这之前化学与炼金术是相互依存的,所以为了科学研究,他有必要去探索炼金术;其好友波义耳通过研究炼金术,已经取得了一些成就,牛顿不愿屈居人后。

具有化学性质的炼金术,在一定程度上给了牛顿科学上的帮助。拿炼金术中的“发气原理”举例,正是由于这个知识点,才让牛顿想到物体间的超距作用,而要明白,在万有理论中超距作用是最关键的一环。

科学不是枯燥的研究,它需要从外部汲取营养,这里的营养指的是“灵感与构想”。正如迈克尔.怀特所说:如果用冷静明智的态度审视炼金术,我们应当承认它带给了这个世界一些有用的技术与器具。最重要的是它至少激起了一位伟大的17世纪科学家的灵感。

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