书城历史108影响人类的重大事件
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第62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佯照耀着伍尔斯托普村。牛顿一早起来就在屋里埋头读书,感到有些疲倦。他想休息一下,于是,手里拿着笔记本到后院散步去了。

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。这一学说从一开始就遭到罗马教廷在宗教上的残酷迫害,可是,由于伽利略、开普勒等人的研究,即使是反对日心说的人也不得不承认这一学说的正确。关于地球、火星、金星等行星的运行规律,也已由开普勒定律证明了。至于行星为什么要那样运行,谁也不知道。

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七落下来,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。地球对苹果的引力,就是在高山上也不会减弱。如此说来,这种地球引力也能够到达月球了!”牛顿的眼里闪出了奇异的光芒,长期以来思考的问题终于找到了解决的线索。

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。那么,月球之所以能以一定距离围绕地球运动,就是因为月球总是向地球方向下落的缘故。就像苹果落地一样,月球也是向着地球下落的。

“啊!我明白了。”牛顿从地上一跃而起,高兴得一边大声喊着,一边往家跑去。

晚上,在烛光下,牛顿开始根据笔记本上的记录计算起来,得出了地球引力的减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17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。

要知道,牛顿是在18个月内作出所有这些重要发现的。他没有立即发表这些发现,因为还需要做大量的研究工作。像所有真正的科学家一样,他先要确认自己是正确的,才肯发表自己的研究成果。

牛顿又花了三年工夫研究光的性质,并作出了极为重要的发现。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其他一个人,他的研究成果对亍整个人类文明都产生了决定性的影响。19、20世纪之交,有一位德国物理学家名叫雷纳,对牛顿的名字怀着病态的恐惧。牛顿死后一百多年,雷纳教授才出世。雷纳不能容忍剐人提到牛顿的名字,既不愿听到,也不愿意看到?他在海德堡大学和基尔大学讲课时,如果不得不提到牛顿,就转过身去,让一名学生把牛顿的名字写在黑板上,要等人把牛顿名字擦掉后才继续讲课。雷纳这种恐惧症状与他憎恶英国,尤其是憎恶英国的科学家有关。他于1914年出版的一本书里,指责所有英国科学家剽窃德国科学家的科研成果。

雷纳本人在研究阴极射线和原子结构方面是一位先驱,19啊年,获得诺贝尔物理学奖。

很久以来,人们就猜测那里有一片未来知的大陆,但是直到他的到来才揭开这片大陆神秘的面纱,界界版图因此得以清晰。