《《鬼臉物理課.經(jīng)典物理學(xué)》素材節(jié)選9.誰的萬有引力定律》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《鬼臉物理課.經(jīng)典物理學(xué)》素材節(jié)選9.誰的萬有引力定律（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、《鬼臉物理課》素材節(jié)選9 誰的萬有引力定律 有人從牛頓的經(jīng)歷來論證這一切都不是偶然的：牛頓是一個遺腹子，出生不久，母親改嫁，由外祖母撫養(yǎng)，從小沒爹也沒娘，所以，某些事一定曾無情地傷害了他幼小的心靈，導(dǎo)致他心理扭曲、孤寂、好斗…… 即使牛頓的某些言行令人難以容忍，也難以掩蓋他偉大成就的燦爛光輝。 即使萬有引力不是牛頓一個人發(fā)現(xiàn)的，他也是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。 ******** 1679年，胡克寫信問牛頓，能否根據(jù)向心力定律、弓I力同距離的平方成反比的定律，來證明行星沿橢圓軌道運動。牛頓對此保持沉默。 1685年，哈雷登門拜訪牛頓時，牛頓已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律：兩個物體之間有引力，

2、引力和距離的平方成反比，和兩個物體質(zhì)量的乘積成正比。下面讓我們來欣賞一下萬有引力公式： F=GMm/r2 M、m分別表示兩個物體的質(zhì)量，r是兩個物體之間的距離，G是常量，取值為6.67X 10-11N?m2/kg2。 這就是凝聚了無數(shù)天才智慧、千呼萬喚始出來的萬有引力公式？它竟如此簡潔！ 越簡單、越明了、越直接的，才是越接近自然、接近真理的。 自然不需矯飾，真理總是樸直。 從此，我們只要知道兩個物體的質(zhì)量和距離，就能算出它們之間的引力有多大。 當時已經(jīng)有了地球半徑、日地距離等精確的數(shù)據(jù)可以供計算使用。牛頓向哈雷證明，地 球的引力是使月亮圍繞地球運動的向心力，也證明了在太陽引力

3、作用下，行星運動符合開普 勒運動三定律。 1687年，是一個偉大的年份。在哈雷的敦促下，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲 學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（以后簡稱《原理》）。 值得一提的是，雖然用微積分推導(dǎo)和證明力學(xué)問題既方便又好用，但是，牛頓在《原理》 中，似乎是賭氣一樣避免使用微積分，甚至連坐標也不用，而是采用幾何學(xué)方法證明問題。他用微積分得出結(jié)論，而在寫《原理》時改用幾何學(xué)證明，有人猜測他之所以這樣，是因為他崇尚幾何學(xué)，認為那才是“武林正宗”，而使用坐標解決問題的“解析”數(shù)學(xué)多少有點“旁門左道”。微積分發(fā)明權(quán)大戰(zhàn)期間，牛頓曾聲稱，他一直不發(fā)表微積分學(xué)，是因為怕被人嘲笑。即使如此，《原理》的論證

4、過程也流露出了使用微積分的痕跡。 牛頓在《原理》中，從力學(xué)的基本概念（質(zhì)量、動量、慣性、力）和基本定律（運動三定律）出發(fā)，運用他所發(fā)明的微積分，不但從數(shù)學(xué)上論證了萬有引力定律，而且把經(jīng)典力學(xué) 確立為完整而嚴密的體系，并把天體力學(xué)和地面上的物體力學(xué)統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理學(xué)史上 第一次大的綜合。 牛頓力學(xué)在科學(xué)史上的地位，以及它對人類文明進步的貢獻，都是不可替代的，所以， 力的單位必須叫牛頓（N）,昵稱“?！?。 《原理》拉開了現(xiàn)代物理學(xué)的序幕。 可是……可是……我們無比熟悉的一幕出現(xiàn)了，皇家學(xué)會居然經(jīng)費不足，出不了這本書！ 1687年，在哈雷的資助下，這部科學(xué)史上最偉大的著作之一才得

5、以出版。 我很是替地球人捏了一把冷汗：幸虧我們可愛的哈雷先生比較富裕，幸虧比較富裕的哈 雷是個科學(xué)家，幸虧這個科學(xué)家有著高度的科學(xué)精神，為了出版別人寫的科學(xué)巨著而不遺余 力。 哈雷很快學(xué)會了微積分和牛頓定律。經(jīng)過計算，他發(fā)現(xiàn)1531年、1607年、1682年這 三年，造訪地球夜空的三顆彗星軌跡十分相似。他斷定這是同一個家伙的三次來訪，并預(yù)言它將于1758年再次來訪。1758年，這家伙果然如約而至，于是，人送綽號“哈雷彗星”。 1968年，美國宇宙飛船在第一次繞月航行返回途中，一位宇航員說道：“我想，現(xiàn)在主 要是牛頓在駕駛飛船了。” 牛頓駕駛宇宙飛船 我在想一個問題，如果這

6、部書早一年出版，世界會是什么樣？如果這部書沒能出版，世 界又會是什么樣？ 讓我們看看，可愛的天才們圍繞牛頓力學(xué)體系都做了什么： 靜力學(xué)、動力學(xué)、流體力學(xué)、分析力學(xué)、運動學(xué)、固體力學(xué)、材料力學(xué)、復(fù)合材料力學(xué)、流變學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、塑性力學(xué)、爆炸力學(xué)、空氣動力學(xué)、理性力學(xué)、物理力學(xué)、天體力學(xué)、生物力學(xué)、計算力學(xué)……離開這些，我們的所用、所見、所知、所聞，就跟中世紀一樣。 舉個例子：分析力學(xué)。基本原理由牛頓運動三定律推出。基本內(nèi)容是闡述力學(xué)的普遍原 理，運用數(shù)學(xué)分析方法研究宏觀現(xiàn)象中的力學(xué)問題。分析力學(xué)廣泛用于結(jié)構(gòu)分析、機器動力 學(xué)與振動、航天力學(xué)、多剛體系統(tǒng)和機器人動力學(xué)以及各種

7、工程技術(shù)領(lǐng)域，也可推廣應(yīng)用于 連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和相對論力學(xué)。 時至今日，關(guān)于牛頓“科學(xué)霸權(quán)”的三大公案仍不時被人提起： 一是胡克要求牛頓在《原理》中提一下自己的名字和貢獻，牛頓拒絕了這一合理要求。 有人說，牛頓故意把他發(fā)現(xiàn)萬有引力的時間改在他與胡克通信之前，而且造出蘋果神話，就 是為了獨吞萬有引力這項成果。胡克死后，連張畫像也沒留下來。據(jù)說是在皇家學(xué)會搬遷新 址時，胡克的許多收藏、儀器，連同他的畫像一起遺失了。而搬遷前，牛頓剛剛當選為皇家學(xué)會會長。據(jù)說胡克相貌丑陋，不愿被畫像，以至于保留在皇家學(xué)會的畫像成為孤品，它一 丟，后人就再也沒法知道胡克長啥樣了。 二是對弗拉姆斯蒂德（英國首

8、任皇家天文學(xué)家，格林尼治天文臺的創(chuàng)始人，現(xiàn)代精密天文觀測的開拓者）觀測數(shù)據(jù)的剽竊和盜版。 三是在與萊布尼茨關(guān)于微積分創(chuàng)建人之爭中，表現(xiàn)出小人行徑，萊布尼茨死后，牛頓為 “傷透了萊布尼茨的心”而揚揚得意。 有人從牛頓的經(jīng)歷來論證這一切都不是偶然的：牛頓是一個遺腹子，出生不久，母親改 嫁，由外祖母撫養(yǎng)，從小沒爹也沒娘，所以，某些事一定曾無情地傷害了他幼小的心靈，導(dǎo)致他心理扭曲、孤寂、好斗…… 即使牛頓的某些言行令人難以容忍，也難以掩蓋他偉大成就的燦爛光輝。 即使萬有引力不是牛頓一個人發(fā)現(xiàn)的，他也是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。 他系統(tǒng)地總結(jié)了伽利略、開普勒和惠更斯等人的成果，得到了萬有引力定律和牛頓運動三定律；他發(fā)現(xiàn)了二項式定理，創(chuàng)建了微積分，所著的《廣義算術(shù)》大大推動了方程論；他還發(fā)明了反射望遠鏡，精確地說明了色散現(xiàn)象，揭開了物質(zhì)的顏色之謎，等等。隨便哪項成果都足以名垂千古，不論牛頓三大公案的史實如何，我們都無法否認牛頓的偉大。 所以，評價某某，還是功過分明比較好，掩過飾非的伎倆，往往適得其反。因為，不太傻的我們都明白：高大全的另一面，是假大空。 艾薩克?牛頓，這個可憐的英國孩子，好好學(xué)習(xí)，天天向上，堅韌不拔地成長為萬人景仰的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家。他以無與倫比的科學(xué)貢獻，成為人類歷史上最偉大、最有影響力的科學(xué)家。