万有引力发现者

第一节　万有引力发现者——牛顿

在自然科学方面，有一位科学家的名字是时常被人们提起的，这就是伊萨克·牛顿。如果你学过物理，就一定知道牛顿关于力学的一些著名定律；如果你是个天文爱好者，你也许使用过牛顿发明的反射望远镜来观察星星；如果你自学过高等数学，那你准知道牛顿是微积分学的创始人之一。牛顿的知识又广又深，他对自然科学的发展作出了巨大的贡献。

1642年12月25日，牛顿出生在英国一个叫乌尔斯索普的小村子里，刚出生时极度衰弱，几乎夭折。牛顿自幼丧父，与母相依为命。1661年，他进入剑桥大学的三一学院学习。

1665年英国正流行着瘟疫。剑桥大学暂时关闭了。牛顿也被迫离开学校回到了家乡。传说第二年秋天的一个黄昏，牛顿正坐在果园里深思着，突然间一个熟透的苹果从树上掉了下来。这件很平常的小事触动了牛顿的思绪，使他联想到科学上的一个很重要的问题来。

原来那时候，他正在研究地球的引力有多大。他通过初步的研究后，产生了一个大胆的科学假设：地球不仅吸引着苹果，也吸引着地球表面上的一切物体，而且它还吸引着遥远的月亮和其他星体。他认为这种吸引力可以达到很远很远的地方；但随着距离的增加，吸引力会逐渐减弱。

牛顿为了证实自己的假定，仔细地研究月亮的运动。因为月亮是地球仅有的一颗卫星，比起其他星体来，它最接近于地球。牛顿认为，月亮在不停地运动，由于惯性的缘故，它时刻要摆脱地球，然而地球对于月亮具有一种吸引力，就像一根无形的绳子拉住了月亮，使它不能逃脱而乖乖地在目前的轨道上围绕着地球运行。要是地球的吸引力突然消失的话，月亮就会逃之夭夭；要是月亮停止运动，它也会像苹果一样地掉到地球上来。

在牛顿以前，著名的天文学家开普勒发现了行星绕日运动的三大定律，伽利略也发现了力学的一些基本原理。牛顿继承了他们的工作，想通过数学方法计算出地球对月亮的引力究竟有多大，从而来证明自己的设想。在当时的条件下，计算这个问题很不容易，困难像一座大山似的横在他的面前。

牛顿花了整整六年的时间，对地月间的引力进行反复的计算，始终没有得到预期的结果，成功似乎还遥遥无期。但他毫不气馁，继续奋斗着，并不断地改进计算方法。

有一次，牛顿无意中发现过去引用的一个数据有问题，于是他根据皮卡儿测量地球大小所得的最新数据重新计算，结果完全证实了他的假设是对的。他乘胜追击，又计算了太阳对各大行星的引力，计算结果进一步证明了太阳作用于行星的引力也正好是迫使这些行星在各自轨道上运行的力量。

就这样，牛顿通过大量的研究，充分证明了引力作用并不是地球所独有的。宇宙间所有的物体，无论是巨大的星体，还是微小的尘粒，都是相互吸引的。他把这种无处不有的引力，称作“万有引力”，并把它总结成为定律：“任何两个质点之间存在着相互吸引的力量，其大小和它们质量的乘积成正比，并和它们的距离平方成反比。”

“万有引力定律”的创立，对以后的天体研究起了极大的推动作用。牛顿的好朋友哈雷根据这一定律，算出了1682年出现的那颗大彗星将于1758年重新出现。后来，这颗彗星果然又回来了，因此被命名为哈雷彗星。若干年后，天狼伴星、海王星和冥王星也都是借助于牛顿的万有引力定律才发现的。

牛顿的这一伟大的发现，不但很好地解释了当时的许多疑难问题，而且对以后的科学发展，直至现代的天体物理和宇宙航行，都具有非常重大的意义。