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苹果落地”说纯系无稽之谈,应从课本中删去

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苹果落地”说纯系无稽之谈,应从课本中删去

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苹果落地”说纯系无稽之谈,应从课本中删去

现在,牛顿看到苹果落地,经过思考,发现了万有 引力定律的故事尽人皆知。各类课堂上,各种媒体里,甚至我们的历史教科书上,也是这样记录的,其中九年 义务教育三年制初级中学教科书《世界历史》第一册 (人民教育出版社版)中,还附了插图——《苹果落地, 牛顿思考它的原因》。这位“苹果落地”的传闻不但让人信以为真,而且还成了权威之说了。其结果,是在许 多人心中造成误解:似乎科学家的发明创造,全靠科学 家的机遇和天赋、灵感。
      实际上,十五版《大英百科全书详编》已从根本上 否定了这个传闻;我国科技史家杜晓庄先生,在1980 年3月17日《光明日报》撰文,以雄辩的事实,证实“苹 果落地”纯属无稽之谈。
      那么,“苹果落地”的传闻是缘何而来?
      这个故事最早出现在牛顿晚年时的朋友斯多克雷 的回忆录,和法国作家、思想家伏尔泰转述牛顿的继侄 女儿的回忆文章。根据文章来推断,“苹果落地”的故事发生在1665年或1666年,当时牛顿还是二十三四岁 的年青人,正在家乡躲避瘟疫。尽管牛顿在年青时已展露才华,但是,说牛顿在此时发现了万有引力定律, 是言过其实,也是违背历史的。
      我们知道,牛顿发现万有引力定律,是在开普勒 (德意志天文学家)行星运动的三大定律的基础上,运 用牛顿三大定律和微积分的数学工具,才最终推导出来的。在逻辑方法上,牛顿从地球吸引重物推广到地 球吸引月球、太阳吸引行星,进而推广到整个宇宙的所有天体之间,这是应用演绎与归纳相结合的逻辑推理 的光辉典范。可以说,如果没有深透理解开普勒行星运动三大定律,没有牛顿三大运动定律和微积分,如果 没有娴熟掌握完善的逻辑推理方法,没有法国天文学家皮卡尔1671年测定、1675年英国皇家学会获悉的地 球半径准确值,即使牛顿在苹果树下苦思冥想100年,也不能发现万有引力定律并推证其公式是正确的。
      那么,牛顿是怎样发现、何时公布万有引力定律的呢?
      一、苹果落地是地球对苹果的引力所致,这在牛顿之前的哥白尼、伽利略、笛卡尔等人早已知道,在牛顿时代已成为人们的常识。发现万有引力定律的关键不在这里,关键在于地球上的重力与天体间的引力统一起来,统一到与物体距离平方成反比的向心力上。考查牛顿在1714年亲笔写的《备忘录》中承认:“惠更斯先生在后来所发表的离心率的理论我相信是在我之前的。”惠更斯通过单摆实验的研究得出向心加速度公式,是在1673年,据此,牛顿推出行星绕太阳运动,月球绕地球运动的向心力公式,当在1673年之后。
      二、牛顿在1679年同胡克的争论,暴露了牛顿的错误。这充分证明,牛顿在那时还远未真正发现万有引力定律。
      当时,胡克写信要牛顿解答地球自转与重物下落 轨迹的关系问题。牛顿认为:地球静止时,重物垂直下 落;地球自转时,重物沿螺线轨迹下落。显然,牛顿答案错误。胡克抓住牛顿的错误,大做文章,尽情嘲弄。 牛顿受此刺激,被迫搁下手头的其他课题,发奋专攻动力学,才总结出牛顿三大运动定律。然后,利用这一成 果,正确地推导出万有引力定律。牛顿发表《自然哲学的数学原理》,正式公布了万有引力定律是在1687年。
      三、在牛顿正式公布万有引力定律之前,法国天文学家布里阿德奥于1645年,意大利物理学家玻列利于 1665年,荷兰的惠更斯于1673年,英国的哈雷、伦恩于 1679年,胡克于1680年1月6日,都从不同角度指出重 力或天体引力同物体距离的平方成反比。这些成果,都对牛顿有所启迪。解决这个问题虽重要,却不等于解决 了全部问题。接着,牛顿遇到了又一个棘手的问题:因为当时地球的半径、月地间与日地间的距离尚未测准, 因而使牛顿的计算结果与实测不符,演绎与归纳推理从地球上的重物推广到太阳系就不行了,进一步推广到太 阳系之外的万物之间就发生了困难。直到1675年英国皇家学会获悉了皮卡尔的地球半径准确值之后,牛顿才 于1682年推证自己是正确的。并进一步从太阳系的天体引力推广到宇宙间的天体引力,然后,又用这条带有 普遍性的规律来解释天体间的潮汐磨擦、涨落与岁差, 地球的扁圆球形状,获得了极大成功。
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