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牛顿与苹果的故事  

来自惊鸿岂止一现   2013-08-10 07:14:40|  分类: 物理与教学 |举报 |字号 订阅

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牛顿与苹果的故事






 

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牛顿与苹果的故事



 

15955633029;1148631378; xzyggyj@163.com




 

牛顿与苹果的故事
  

    苹果与牛顿,不但有故事,而且还异常丰富,其中脍炙人口的“苹果落地”启发牛顿发现万有引力故事就有若干个版本

    版本一:少年时代的牛顿发现苹果落地。牛顿,1642年12月25日生于英国林肯郡伍尔索普村的一个农民家庭。12岁他在格兰撒姆的公立学校读书时,就表现了对实验和机械发明的浓厚兴趣,自己动手制作了水钟、风磨和日晷等。苹果落地引起他的注意是偶然的。一个炎热的中午,小牛顿在他母亲的农场里休息,正在这时,一个熟透了的苹果落下来,这个苹果不偏不倚,正好打在牛顿头上。牛顿想:苹果为什么不向上跑而向下落呢?他问他的妈妈,他妈妈也不能解释。大凡科学家都保留一颗童心,牛顿更不例外,当他长大成了物理学家后,他联想到了少年的“苹果落地”故事,可能是地球某种力量吸引了苹果掉下来。于是,牛顿发现了万有引力。
  版本二,青年时期的牛顿发现苹果落地。中世纪的1347-1345年间,欧洲爆发的“黑死病”夺取了近四分之一的欧洲人口,300年后,黑死病卷土重来,欧洲紧急疏散城市人口。正在剑桥大学三一学院读书的牛顿回到了他出生的家乡林肯郡的小村庄。为了排遣心中的苦闷,他经常到他父亲的庄园里读书和散步,有一天,一颗苹果从他经常散步的苹果树上落下来,引起了他的思考,苹果为什么会落地呢?他怎么不朝天上去呢?很定是有什么力在牵引着它。在苹果落地的启发下,他发现了万有引力。这大约是1666年的事情。
  版本三,老年时期的牛顿发现苹果落地。目前流传较广的是经过大名鼎鼎的格林和伏尔泰之口说过的苹果落地故事,在读者心目中产生很大的影响,并广为流传。格林是在牛顿去世那一年在《哲学原理》一书中谈到苹果落地的故事的,他说:“有一天,牛顿在花园中思考问题,突然有一个苹果从树上落下,使得牛顿想到万有引力定律。”可是格林却是从福克斯那儿听到牛顿苹果落地的故事。法国的伏尔泰也是从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听来的。在伏尔泰所著的《哲学通信》中,对苹果落地的故事这样写道:“牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天,他在花园中散步,看到一个苹果从苹果树上落下,这样使得牛顿想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”这时的牛顿已经到了老年了。
  最详细记载这个故事的人是英国人布雷斯特,他于1831年在《牛顿的生平》一书中又提到这一件事。后来,他在1855年又在《牛顿的生平、著作和发现的回忆》一书中提出此事。他是这样记载的:“苹果从沃尔斯索普的树上落下来,因而使牛顿想到这个问题。1814年,我在沃尔斯索普时,曾经看到这一棵苹果树,树的一部分已经开始枯萎,一部分树干已经脱离树根。到1820年,这一棵树已经完全腐朽而倒下去了。这一棵树的标本后来由伊·特纳小心地保存着。”
  关于伊·特纳保存这一棵树的标本的故事,是他的曾孙在1939年告诉塔仑兹的。他的曾孙说,他的曾祖父伊·特纳到沃尔斯索普村牛顿的故居时,看到在原来枯死的苹果树的地方又补栽了新的苹果树,而且补栽的苹果树已经结果了。至今,在英国仍有许多观光客到牛顿故居瞻仰这棵苹果树。
  布雷斯特在牛顿的传记中,一方面记述了苹果落地启迪产生万有引力的思想,同时又对此表示怀疑。布雷斯特不相信苹果落地的故事是真实的,他认为在牛顿之前,已有不少科学家具有万有引力的观念,牛顿对此也应当知道的。也就是说,牛顿的万有引力观念可能来自前人。苹果落下是平常的现象,牛顿也可能看到苹果下落,但是苹果下落现象并不一定是启发牛顿发现万有引力定律的来源。布雷斯特在书中还指出:苹果落地的故事又经过大名鼎鼎的格林和伏尔泰之口说过,在读者心目中产生较大的影响,并广为流传。
  格林是在牛顿去世那一年在《哲学原理》一书中谈到苹果落地的故事,他说:“有一天,牛顿在花园中思考问题,突然有一个苹果从树上落下,使得牛顿想到万有引力定律。”可是格林却是从福克斯那儿听到牛顿苹果落地的故事。法国的伏尔泰也是从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听来的。在伏尔泰所著的《哲学通信》(发表于1733年)中,对苹果落地的故事这样说:“1666年,由于瘟疫流行,牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天,他在花园中散步,看到一个苹果从苹果树上落下,这样使得牛顿想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”
  伏尔泰认为牛顿在自然科学方面有很多贡献,而且对法国有很大的影响,所以应该把牛顿的创见介绍到欧洲大陆来。这就是伏尔泰在《哲学通信》和《牛顿的哲学思想》两本书里,以大量的篇幅介绍引力理论的道理,同时也转述了苹果落地的故事。因此,苹果落地的故事也由英国传到欧陆,成为家喻户晓的科学佳话。
  在牛顿逝世后不久,斯图克莱在他所著的《牛顿的生平传记》一文中写道:在1726年4月15日,我到牛顿的寓所去拜访他,和他在一起待了一整天。在谈话中,他向我谈起苹果落地的事。他说:“有一天,他在花园里思考引力问题的时候,一个苹果从树上落下来。这时候,他就想,为什么苹果总是垂直落向地面呢?为什么苹果不向外侧或向上运动,而总是向着地球中心运动呢?无疑地,这是地球向下拉着它,有一个向下的拉力作用在物体上,而且这个向下的拉力总和必须指向地球中心,而不是指向地球的其他部分。所以苹果总是垂直下落,或者总是朝向地球的中心。苹果向着地球,也可看成是地球向着苹果,物体和物体之间是相互朝着对方运动的。物体之间的作用力必须正比于它们的质量。这个力,我们称之为引力。”
  斯图克莱是牛顿的好朋友,他所记述有关苹果落地的故事比较完整,而且和格林、伏尔泰不同的是,斯图克莱是直接从牛顿那儿引述的,而格林和伏尔泰则是从别人那里听来的。这是科学史上第一次直接来自牛顿的苹果落地故事,因此具有很大的权威性。







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