Astronomy 版 (精华区)

发信人: reise (璀璨星河), 信区: Astronomy
标  题: 万有引力定律
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年04月25日07:28:01 星期五), 站内信件


　　公元1641年，牛顿生于英国林肯郡的一个农民家庭。有许多优美动听的故事流
传下来。这些故事绘声绘色地描写牛顿少年时代如何喜欢读书、发明机器等。说他
的舅父看他“天资聪明，便送他到剑桥大学三一学院学习数学，公元1665年他在大
学毕业时，伦敦正在流行瘟疫，为避免传染，大学都关门停课，牛顿回到了家乡。


　　这位22岁的学生在家里开始研究那时还没被解决的一个大问题，亦即是什么力
量拖着行星在轨道上运行不息？据传说，公元1666年一个秋天的黄昏，一个苹果落
在牛顿面前，他由此想到了地心引力使苹果落地的。这个故事是他的一位朋友传出
来的（今天伦敦天文学会还把树干保存在玻璃柜里，据说这就是从牛顿所看到的苹
果落地的那棵树上砍下来的）。不过这个故事是不是真实的，从牛顿的日记中得知
，他那时确实正在研究地心引力可能达到的范围。他考虑到地心引力是否可以达到
月球，使月球在轨道上运行。离开地面越远，地心引力就越弱，那么到了月球，地
心引力究竟弱到什么程度呢？

　　为了回答这个问题，牛顿重新研究开普勒的行星运动定律。牛顿是深刻了解这
些定律意义的个人，他从这些定律得到他所需要的资料，从而找到了引力随距离变
化的规律。他计算出地球施加到月球上的引力就是使它在它的轨道上运行的力量。
牛顿进一步证明太阳也在行星上施加同样性质的力，使行星在各自的轨道上运行。
开普勒凭借经验认识到行星的运行轨道是椭圆。牛顿根据他的引力定律，用数学的
方法，推出了同样的结果。

　　以上所说的这些理论上的重大突破，当然不是牛顿在苹果园内一下子就想出来
的。他回到剑桥大学以后，先读了一年研究生的课，后来做了剑桥大学的数学教授
。牛顿从事数学和物理学多方面的研究，他在行星运动的问题上时断时续地工作了
20余年。有时他被困难所阻止，去做别的研究工作，有时受到朋友们的催促，又来
思考这个重大问题。公元1671年，法国天文学家皮卡尔在巴黎北部精确地测量出地
球的半径。这一结果莫大地帮助了牛顿的研究。以前牛顿没能完成他的伟大发现，
因为当时他所掌握的地球半径数据有较大的误差，所以计算的结果与引力规律不相
符合。这一次终于“珠联壁和”了。

　　但是，牛顿不愿意和别人争发明权，他把自己的研究成果隐藏起来。有一天他
的朋友哈雷，偶然发现牛顿已经得到了了不起的成果，于是就极力敦促他尽快把它
写出来。这样，牛顿又花费了18个月高度集中的脑力劳动，写成了一部千古不朽的
巨著。哈雷慷慨出资，为牛顿的大作付印。这就是公元1687年出版的三卷《自然哲
学的数学原理》，这本书奠定了近代力学的坚实基础。

　　经过多年的辛勤研究之后，牛顿终于将使苹果落地的力、维持月球在其轨道上
运动的力和一切天体相互吸引的力，都统统归结为一种力，而且还证明这种力产生
于物质所共有的一种性质，因而才使宇宙中每一个质点和另外的质点相互吸引。这
引力的大小和所讨论的两个质点的质量以及它们之间的距离有一个确定的关系。这
个关系叫做万有引力定律。如果用科学的语言来叙述万有引力定律就是：“万物彼
此之间相互吸引，引力的大小与参加的物质的质量成正比，与它们之间的距离的平
方成反比。”这个伟大的定律就发表在牛顿那本不朽的巨著中。

--
※ 来源:·哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn·[FROM: 202.118.239.188]