本文目录一览:
- 1、牛顿的万有引力故事
- 2、牛顿万有引力的故事
- 3、牛顿发现万有引力的故事
- 4、牛顿发现万有引力的故事(主要写经过)
- 5、牛顿发现万有引力的故事是什么
- 6、牛顿因为什么发现了万有引力
- 7、牛顿发现地吸引力的故事 要完整!
- 8、牛顿发现万有引力的故事
- 9、牛顿是怎样发现的万有引力?
牛顿的万有引力故事
牛顿的万有引力故事3篇
牛顿的万有引力故事1 牛顿二十三岁时,鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染,通告学生休学回家避疫,学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。在乡下度过的休学日子里,他从没间断过学习和研究。万有引力、微积分、光的分析等发明的基础工作,都是这个期间完成的。
那时,乡下的孩子是常常用投石器打几个转转之后,把石抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过,而牛奶不掉下来。
这些事实使他怀疑起来:“什么力量使投石器里面的石头,以及水桶里的牛奶不掉下来呢?对于这个问题,他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他从浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,广寒的月球,直至庞大的地球,进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。这时,牛顿一头扎进”引力“的计算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球距
地球的距离,由于引用的资料数据不正确,计算的结果错了。因为依理推算月球围绕地球转,每分钟的向心加速度应是十六英尺,但据推算仅得十三点九英尺。在失败的困境中,牛顿毫不灰心和气馁,反而以更大的努力进行辛勤地研究。整整经过了七个春秋寒暑,到三十岁时终于把举世闻名的”万有引力定律“全面证明出来,奠定了理论天文学、天体力学的基础。
这时期牛顿还对光学进行了研究,发现了颜色的根源。一次,他在用自制望远镜观察天体时,无论怎样调整镜片,视点总是不清楚。他想,这可能与光线的折光有关。接着就实验起来。他在暗室的窗户上留一个小圆孔用来透光,在室内窗孔后放一个三棱镜,在三棱镜后挂好白屏接受通过三棱镜折进的光。结果,大出意外,牛顿惊异地看到,白屏上所接受的折光呈椭圆形,两端
现出多彩的颜色来。对这个奇异的现象,牛顿进行了深入的思考。得知光受折射后,太阳的白光散为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。因此,白光(阳光)是由红、橙、黄、绿、蓝、 靛、紫七色光线汇合而成。自然界雨后天晴,阳光经过天空中余围的雨滴的折射、反射,形成五彩缤纷的虹霓,正是这个道理。
经过进一步研究,牛顿指出世界万物所以有颜色,并非其自身有颜色。太阳普照万物,各物体只吸收它所接受的颜色,而将它所不能接受的颜色反射出来。这反射出来的颜色就是人们见到的各种物体的颜色。这一学说准确地道出颜色的根源,世界上自古以来所出现的各种颜色学说都被它所推翻。
牛顿的万有引力故事2 1666年的秋天,在英国北部林肯郡一个名叫乌尔斯索普的村庄里,发生了这样一件"小事":一天傍晚,学习了一天的牛顿感到有些疲倦,他想休息一下,于是,信步来到自家的苹果园里,坐在一棵苹果树下,欣赏着满园的果实.面对这美妙和谐的大自然,牛顿总是隐隐约约地感到,在神秘的自然界后面,一定有某种规律在支配着它的运动,可是这个规律是什么呢?苹果的阵阵幽香,不知不觉又使牛顿沉浸于天体运动之谜的思考之中.。
一个苹果从恰好树上落下来。这时候,他忽然想到,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,就是我们后来所称的万有引力。
牛顿的万有引力故事3 1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。
牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?为什么月球不会掉落到地球上?为什么地球不会掉落到太阳上?
坐在姐姐的果园里,牛顿听到熟悉的声音,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?
第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。
牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。
牛顿首次认为,苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。
牛顿万有引力的故事
1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。
牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?为什么月球不会掉落到地球上?为什么地球不会掉落到太阳上?
坐在乡间姐姐的果园里,牛顿听到熟悉的声音,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?
第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。
牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。
牛顿首次认为,苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。
牛顿并不是发现了重力,他是发现重力是“万有”的。每个物体都会吸引其他物体,而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关。牛顿的万有引力定律说明,每一个物体都吸引著其他每一个物体,而两个物体间的引力大小,正比於这它们的质量,会随著两物体中心连线距离的平方而递减。牛顿为了证明只有球形体可把“球的总质量集中到球的质心点”来代表整个球的万有引力作用的总效果而发展了微积分。然而不管距离地球多远,地球的重力永远不会变成零,即使你被带到宇宙的边缘,地球的重力还是会作用到你身上,虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所掩盖,但它还是存在。不管是多小还是多远,每一个物体都会受到重力作用,而且遍布整个太空,正如我们所说的“万有”。
在随后的几年里,牛顿声称这种事情已经发生过。坐在姐姐的果园里,牛顿听到熟悉的声音,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。苹果落地虽没有给牛顿提供答案,但却激发这位年轻的科学家思考一个新问题:苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?
第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。
牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。
牛顿首次认为,重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力,有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术,认为物质之间相互吸引,这使他断言,相互吸引力不但适用于硕大的天体之间,而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。
当然,当时牛顿提出了万有引力理论,却未能得出万有引力的公式,因为公式中的“G”实在太小了,因此他提出:F∝mM/r^2。直到1798年英国物理学家卡文迪许利用著名的卡文迪许扭秤(即卡文迪许实验)较精确地测出了引力恒量的数值。
1665至1667年间,牛顿已在思考引力的问题。一天傍晚,他坐在苹果树下乘凉,一个苹果从树上掉了下来。他忽然想到:为什么苹果只向地面落,而不向天上飞呢?他分析了哥白尼的日心说和开普勒的三定律,进而思考:行星为何绕着太阳而不脱离?行星速度为何距太阳近就快,远就慢?离太阳越远的行星,为何运行周期就越长?牛顿认为它们的根本原因是太阳具有巨大无比的吸引力。
经过一系列的实验、观测和演算,牛顿发现太阳的引力与它巨大的质量密切相关。牛顿进而揭示了宇宙的普遍规律:凡物体都有吸引力;质量越大,吸引力也越大;间距越大,吸引力就越小。这就是经典力学中著名的“万有引力定律”。
F: 两个物体之间的引力
G:万有引力常量
m1: 物体1的质量
m2: 物体2的质量
r: 两个物体之间的距离(大小)(r表示径向矢量)
依照国际单位制,F的单位为牛顿(N),m1和m2的单位为千克(kg),r 的单位为米(m),常数G近似地等于
G=6.67×10?11 N·m2/kg2(牛顿平方米每二次方千克)。
由此可知排斥力F一直都将不存在,这意味着净加速度的力是绝对的。(这个符号规约是为了与库仑定律相容而订立的,在库仑定律中绝对的力表示两个电子之间的作用力。)
扩展资料:
牛顿在推出万有引力定律时,没能得出引力常量G的具体值。G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出。卡文迪许的扭秤试验,不仅以实践证明了万有引力定律,同时也让此定律有了更广泛的使用价值。
扭秤的基本原理是在一根刚性杆的两端连结相距一定高度的两个相同质量的重物,通过秤杆的中心用一扭丝悬挂起来。秤杆可以绕扭丝自由转动,当重力场不均匀时,两个质量所受的重力不平行。这个方向上的微小差别在两个质量上引起小的水平分力,并产生一个力矩使悬挂系统绕扭丝转动,直到与扭丝的扭矩平衡为止。
扭丝上的小镜将光线反射到记录相板上。当扭丝转动时,光线在相板上移动的距离标志着扭转角的大小。平衡位置与扭秤常数和重力位二次导数有关。在一个测点上至少观测3个方位,确定4个二次导数值,测量精度一般达几厄缶。
万有引力定律揭示了天体运动的规律,在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用。它为实际的天文观测提供了一套计算方法,可以只凭少数观测资料,就能算出长周期运行的天体运动轨道,科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现,都是应用万有引力定律取得重大成就的例子。
利用万有引力公式,开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量。牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象。他依据万有引力定律和其他力学定律,对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动,也成功的做了说明。推翻了古代人类认为的神之引力。
对文化发展有重大意义:使人们建立了有能力理解天地间的各种事物的信心,解放了人们的思想,在科学文化的发展史上起了积极的推动作用。
参考资料:百度百科---万有引力定律
牛顿发现万有引力的故事
伊萨克·牛顿,是17世纪人类最伟大的科学家,他是人类历史上屈指可数的几个科学巨人之一。他在物理学、数学和天文学方面的贡献,都是划时代的。
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至1667年间,牛顿已在思考引力的问题。一天傍晚,他坐在苹果树下乘凉,一个苹果从树上掉了下来。他忽然想到:为什么苹果只向地面落,而不向天上飞呢?他分析了哥白尼的日心说和开普勒的三定律,进而思考:行星为何绕着太阳而不脱离?行星速度为何距太阳近就快,远就慢?离太阳越远的行星,为何运行周期就越长?牛顿认为它们的根本原因是太阳具有巨大无比的吸引力。
经过一系列的实验、观测和演算,牛顿发现太阳的引力与它巨大的质量密切相关。牛顿进而揭示了宇宙的普遍规律:凡物体都有吸引力;质量越大,吸引力也越大;间距越大,吸引力就越小。这就是经典力学中著名的“万有引力定律”。
牛顿发现万有引力的故事(主要写经过)
许多介绍牛顿的书上都介绍过牛顿与苹果的传奇故事:1665-1666之间,由于剑桥流行黑热病,学校被迫停学,刚从剑桥拿到学士学位的牛顿也返回了家乡。一天,牛顿正坐在一棵苹果树下看书及思考问题时,有一个苹果落了下来,这一下子启发了牛顿。但后来经专家发现,当时的苹果并没有砸到牛顿。而且牛顿的牛顿画像(19张)日记中回忆道,苹果并没有砸到他。这位当时年仅23岁的学生立刻想到,苹果一定是被地球的引力拉下来的,此后,经过多年努力,他终于完成了万有引力定律的阐述、数学证明与公式推导。
这个故事流传得非常广泛,不过,近来有一位历史学者提出异议,他认为所说并不是事实。他的根据如下:
把这个故事最早公诸于众的是法国作家伏尔泰 (Voltaire,1694-1778),他对牛顿的研究成果抱有极大热情,并曾积极予以宣传。1726年,他前往英国,当年写了25篇通讯,其中第15篇通讯中提到这个苹果落地的故事。他在文章中说,这个故事是听牛顿的侄女告诉他的。此时是1726年。
其后,在1752年,有一位比牛顿小45岁的牛顿的朋友(William Stukeley),在他的回忆文章中说,牛顿去世前一年,牛顿曾讲过这个故事,而牛顿是1727年去世的,就是说,牛顿在1726年自己也讲过这个故事。
因此,这位历史学者指出,在同一年(1726年),如果两个人都讲过,那么,到底是谁先讲的?所以,关于苹果的故事一定是瞎编出来的。有人认为,这个苹果的故事至少有两点与已经了解的历史事实不符:
第一,万有引力不是牛顿一个人的独立发现,而是历史上若干人的研究逐步探索、积累的结果,有的书上却把万有引力定律以牛顿名字命名,这是不行的;另外,把牛顿发现万有引力说成是由于受了苹果落地启发的自然结果,根据历史学者的观点,显然是对历史的严重歪曲。第二,在1665年,牛顿对天体的运动规律问题还没有完全搞清楚,如果承认这个苹果故事,不是等于把牛顿对万有引力的发现提前了至少20年吗?实际上,牛顿直到二十多年后才取得最终结论,并完成数学论证与公式推导。
持第一个观点的人认为,不能把万有引力定律成果归于牛顿名下,因为前人也付出过探索和努力。他们指出,万有引力发现的实际经过大致是这样的:
首先,开普勒(J.Kepler,1571-1630)最早在探索行星运动规律时,认为引力就是太阳发出的类似于磁力的流,这些磁力流沿切线方向推动着行星公转,其强度随离太阳的距离而减弱。开普勒还曾企图用磁作用机制解释椭圆轨道的产生。他还以月球与海水间的磁性吸引解释潮汐现象。
1645年,法国天文学家布里阿德(I.Bulliadus)提出一个假设:“开普勒力的减少,和离太阳的距离的平方成反比”。这是第一次提出平方反比关系的思想。
1661 年,英国皇家学会成立了一个专门委员会研究重力问题。罗伯特 胡克(Robert Hooke,1635-1703)、克里斯托夫 雷恩(Christopher Wren,1632-1723)、爱德蒙 哈雷(Edmund Halley,1656-1742)在引力问题的研究上都曾做出过贡献。据说早在1661年,罗伯特 胡克就觉察到,引力和地球上物体的重力应该是有着同样的本质。
在1674年的一次演讲“证明地球周年运动的尝试”中,胡克提出,要在一致的力学原则的基础上建立一个宇 宙学说,为此提出了以下三个假设:“第一,据我们在地球上的观察可知,一切天体都具有倾向其中心的吸引力,它不仅吸引其本身各部分,并且还吸引其作用范围 内的其他天体。因此,不仅太阳和月亮对地球的形状和运动发生影响,而且地球对太阳和月亮同样也有影响,连水星、金星、火星和木星对地球的运动都有影响。第二,凡是正在作简单直线运动的任何天体,在没有受到其他作用力使其沿着椭圆轨道、圆周或复杂的曲线运动之前,它将继续保持直线运动不变。第三,受到吸引力作用的物体,越靠近吸引中心,其吸引力也越大。至于此力在什么程度上依赖于距离的问题,在实验中我还未解决。一旦知道了这一关系,天文学家就很容易解决天 体运动的规律了。”胡克首先使用了“吸引力”这个词。他在这里提出的这三条假设,实际上已朦胧意识到有关吸引力的一些特性,只是他对引力与距离的关系还没搞清楚,另外,只是缺乏对引力的定量表述和论证而已。
1679年,胡克与牛顿之间进行了关于引力问题的交流,在1679年11月,牛顿致信胡克说:“自己关于发现周日运动的想象,即设想一个自由落体落到地球上,通过地面进入地球内部,而不受任何物质的阻碍,则该落体将沿着一条螺旋形轨道运行,在旋转数圈后,最终旋入(或十分接近)地心。”胡克回信说,物体不会按螺线运动,而是按“一种带椭圆状的曲线”运动,它的轨道将“像-椭圆”。1679年12月13日,牛顿写信给胡克说:“如果假定它的重力是均匀的,〔物体将〕不按螺线下沉那个真正的中心,而是以交替升降的形式运行。”
我们从后人清理牛顿同胡克的这些通信中看出,直至1679年,牛顿对落体引力的问题,还没有彻底解决,他还在考虑物体的重心偏心可能会使落体在下落过程中边旋转边落向地心,而胡克认为,该物体的运动轨迹应该是一个椭圆。从牛顿的角度来看,对于万有引力问题,与距离平方成反比是没问题了,牛顿正在考虑的是与质量的关系、及重心的偏心是否会对万有引力产生影响。还有,就是要用数学知识对万有引力作用下天体按椭圆轨道运行作出严格证明,对万有引力定律作出公式推导。胡克在信中曾向牛顿提出过这个问题,希望牛顿完成这个定律的数学证明与公式推导。因此,后来人们得出结论,一直到1685年,牛顿还没有解决这个问题。直到1686年,牛顿才最终解决了它,并且在哈雷的催促下,把这部分数学论证的内容一并加入《自然哲学的数学原理》一书。当胡克老先生看到这本书的书稿后,认为自己也应该有一分功劳,于是向年轻人牛顿提出,最好在书里把自己在这一方面的工作成绩提一下。后来有人气愤地指出,这个本来是合理的要求却遭到了牛顿的断然拒绝。因为牛顿曾向负责出版这本书的哈雷写信说,他不想给胡克任何荣誉,而且称在许多年前他就已经知道了引力作用,以及与距离平方成反比的关系。
老年时的牛顿有一段回忆说:“同年(1666年)我开始把引力与月亮轨道联系起来,并找出了如何估计一个天体在球体内旋转时用来趋向球面的力的方法,……, 最后在1676和1677年之间的冬天我发现了一个命题:利用与距离平方成反比的离心力,行星必然环绕力的中心沿椭圆旋转,……。” 牛顿的这段话指的是月亮轨道的推导及寻找行星绕太阳旋转的原因。有人说,与前面他在信中与胡克讨论落体问题相比较,可以看出在时间上是矛盾的:牛顿1677年研究的是月球轨道和行星轨道问题,而他1679年才研究质量对落体的影响,因此人们说,牛顿在这里是故意把他发现万有引力的时间改在1679年与胡克通信之前,而且造出苹果神话,其目的显然是为了要独吞万有引力这项成果。
牛顿和胡克之间的梁子,不仅表现在万有引力定律的争议上,最早表现在胡克对牛顿的光的微粒说有不同的看法,因为胡克对光的本质是站在波动说一边的。1673年,年轻的牛顿向皇家学会递交了他关于光的一篇论文,后来他又递交过第二篇论文,这些论文受到老先生胡克的批评,并且说论文的一些观点是抄袭他的。这使牛顿无比愤怒,虽经皇家学会调解,牛顿的怒气未消,于1675年2月向胡克写了一封回信。信中说:“如果我比笛卡尔看得更远,那是因为我站在巨人们的肩膀上。”许多人把这句话理解为牛顿的谦虚精神,而攻击牛顿者认为,这其实是他对胡克的一种讽刺和蔑视,完全不是人们望文生义的那回事。
据此,“倒牛顿者”认为:牛顿根本没把胡克和笛卡尔看作巨人一样尊敬,牛顿也没有攀登他们所搭的梯子,他说自己站在比梯子更高的巨人肩膀上,显然这句话是对胡克的人身攻击——胡克身材矮小。他们认为,牛顿的《光学》著作所以在1704年出版,就是因为牛顿为了等胡克去世后才敢出版他的书。
“倒牛顿者”进一步指出:牛顿独占了万有引力的成果后,还不足以解除对胡克的恨,当他于1703年被选为英国皇家学会的主席,就下令在皇家学会除去所有的胡克的肖像。所以当时英国许多著名的科学家中就是胡克的肖像没有留传下来。
牛顿的一则著名的故事称,牛顿在受到一颗从树上掉落的苹果启发后,阐示出了他的万有引力定律。漫画作品更认为,掉落的苹果正好砸中了牛顿的脑门,它的碰撞让他不知何故地明白了引力。约翰·康杜特,牛顿在皇家造币厂时的助理及牛顿外甥女的丈夫,在他有关牛顿生活的著述中提到了这件事:
1666年,他再次离开了剑桥大学,回到了住在林肯郡的母亲身边。当他在一座花园中沉思散步时,他突然想到重力(它的作用让一颗苹果从树上掉到地上)不会仅局限于地球周围的有限距离里,而会延伸到比平常认为的更远的地方。
他自言自语道,为什么不和月亮一样高呢——如果这样,一定会对她的运动产生影响——也许可以让她保持在她的轨道上,于是他开始计算那样的假设会产生怎样的效果。
问题不在于引力是否存在,而在于它是否能从地球延伸到如此远,还能够成为保持月球在轨道运行的力。牛顿发现,如果让该力随距离的平方反比而减少,所计算出的月球轨道周期能与真实情况非常好地吻合。
他猜想同样的力也导致了其他的轨道运动,并因此将之命名为“万有引力”。被称为牛顿苹果树后代的一颗苹果树,发现于剑桥大学植物园
同时代的作家威廉·斯蒂克利牧师在他的《艾萨克·牛顿爵士生平回忆录》中记录了1726年4月15日他在肯辛顿与牛顿的一次谈话,在该次谈话中,牛顿回忆了“从前,引力的概念进入了他的脑海。
在他正在沉思时,苹果的下落引起了他的思考。为什么苹果总会垂直地落在地上,他心中想到。为什么就不能走侧面或者向上升,却永远地朝向地球的中心。”
相似的说法还出现在伏尔泰的著述《Essay on Epic Poetry》(1727)中:“艾萨克·牛顿爵士在他的花园里散步,首次想到了他的引力体系,接着便看见一颗苹果从树上掉下。”
这些描述都可能夸大了牛顿本人自己叙述的在家(伍尔索普庄园)里靠窗坐着时,看见苹果从树上掉落的故事。
万有引力定律
万有引力定律是由艾萨克·牛顿称之为归纳推理的经验观察得出的一般物理规律。它是经典力学的一部分,是在1687年于《自然哲学的数学原理》中首次发表的,并于1687年7月5日首次出版。当牛顿的书在1686年被提交给英国皇家学会时,罗伯特·胡克宣称牛顿从他那里得到了距离平方反比律。
此定律若按照现代语文,明示了:每一点质量都是通过指向沿着两点相交线的力量来吸引每一个其它点的质量。
力与两个质量的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比。关于牛顿所明示质量之间万有引力理论的第一个实验,是英国科学家亨利·卡文迪什于1798年进行的卡文迪许实验。这个实验发生在牛顿原理出版111年之后,也是在他去世大约71年之后。
牛顿的引力定律类似于库仑定律,用来计算两个带电体之间产生的电力的大小。两者都是平方反比定律,其中作用力与物体之间的距离平方成反比。库仑定律是用两个电荷来代替质量的乘积,用静电常数代替引力常数。
1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。
牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?为什么月球不会掉落到地球上?为什么地球不会掉落到太阳上?
坐在姐姐的果园里,牛顿听到熟悉的声音,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?
第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。
牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。
牛顿首次认为,苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。
牛顿发现万有引力,真是因为被苹果砸中头吗?和我们想的不太一样
牛顿的一则著名的故事称,牛顿在受到一颗从树上掉落的苹果启发后,阐示出了他的万有引力定律。漫画作品更认为,掉落的苹果正好砸中了牛顿的脑门,它的碰撞让他不知何故地明白了引力。约翰·康杜特,牛顿在皇家造币厂时的助理及牛顿外甥女的丈夫,在他有关牛顿生活的著述中提到了这件事:
1666年,他再次离开了剑桥大学,回到了住在林肯郡的母亲身边。当他在一座花园中沉思散步时,他突然想到重力(它的作用让一颗苹果从树上掉到地上)不会仅局限于地球周围的有限距离里,而会延伸到比平常认为的更远的地方。
他自言自语道,为什么不和月亮一样高呢——如果这样,一定会对她的运动产生影响——也许可以让她保持在她的轨道上,于是他开始计算那样的假设会产生怎样的效果。
问题不在于引力是否存在,而在于它是否能从地球延伸到如此远,还能够成为保持月球在轨道运行的力。牛顿发现,如果让该力随距离的平方反比而减少,所计算出的月球轨道周期能与真实情况非常好地吻合。
他猜想同样的力也导致了其他的轨道运动,并因此将之命名为“万有引力”。被称为牛顿苹果树后代的一颗苹果树,发现于剑桥大学植物园
同时代的作家威廉·斯蒂克利牧师在他的《艾萨克·牛顿爵士生平回忆录》中记录了1726年4月15日他在肯辛顿与牛顿的一次谈话,在该次谈话中,牛顿回忆了“从前,引力的概念进入了他的脑海。
在他正在沉思时,苹果的下落引起了他的思考。为什么苹果总会垂直地落在地上,他心中想到。为什么就不能走侧面或者向上升,却永远地朝向地球的中心。”
相似的说法还出现在伏尔泰的著述《Essay on Epic Poetry》(1727)中:“艾萨克·牛顿爵士在他的花园里散步,首次想到了他的引力体系,接着便看见一颗苹果从树上掉下。”
这些描述都可能夸大了牛顿本人自己叙述的在家(伍尔索普庄园)里靠窗坐着时,看见苹果从树上掉落的故事。
万有引力定律
万有引力定律是由艾萨克·牛顿称之为归纳推理的经验观察得出的一般物理规律。它是经典力学的一部分,是在1687年于《自然哲学的数学原理》中首次发表的,并于1687年7月5日首次出版。当牛顿的书在1686年被提交给英国皇家学会时,罗伯特·胡克宣称牛顿从他那里得到了距离平方反比律。
此定律若按照现代语文,明示了:每一点质量都是通过指向沿着两点相交线的力量来吸引每一个其它点的质量。
力与两个质量的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比。关于牛顿所明示质量之间万有引力理论的第一个实验,是英国科学家亨利·卡文迪什于1798年进行的卡文迪许实验。这个实验发生在牛顿原理出版111年之后,也是在他去世大约71年之后。
牛顿的引力定律类似于库仑定律,用来计算两个带电体之间产生的电力的大小。两者都是平方反比定律,其中作用力与物体之间的距离平方成反比。库仑定律是用两个电荷来代替质量的乘积,用静电常数代替引力常数。
牛顿发现万有引力的故事是什么
据传说,牛顿在1665年的某个夜晚,看到一颗苹果从树上掉落,突然想到了一个问题:为什么物体会落地呢?他开始思考这个问题,并且研究了许多关于运动和物理的书籍。最终,他发现了万有引力定律,即所有物体之间都存在着引力,而这个引力的大小与它们的质量和距离有关。这个发现极大地推动了物理学的发展,并使牛顿成为了一名伟大的科学家。
牛顿发现万有引力的故事:牛顿坐在苹果树下思考问题,突然有颗成熟的苹果落下来,砸到他的头上;牛顿就思考起苹果为何会落下,而月球却不会掉落到地球上;经过思考,牛顿意识到月球不会掉落是因为月球身上同时存在着运行的推动力和重力的拉力,而苹果会落地是因为重力的牵引,从而牛顿发现了万有引力的理论。
牛顿的简介
牛顿是英国著名的物理学家,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。牛顿对万有引力和三大运动定律进行了描述,奠定了现代工程学的基础。在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律;在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。
《自然哲学的数学原理》出版于1687年7月5日。该书中阐述了牛顿三大运动定律,牛顿使用拉丁单词“gravitas”来为引力(gravity)命名,并定义了万有引力定律。
牛顿因为什么发现了万有引力
牛顿坐在苹果树下,苹果砸到了他头上。牛顿受启发,发现了万有引力zhidao定律。这是一个几岁儿童都知道的故事,几乎所有人都是这样描述牛顿发现万有引力定律的过程。
不过,据香港《大公报》20日报道,根据英国皇家学会最近公布的一份手稿,牛顿被苹果砸中的桥段似乎是后人杜撰出来的传说。
扩展资料
传闻中的苹果树
牛顿儿时故居伍尔斯索普庄园位于林肯郡格兰瑟姆附近,建于17世纪。今后,随着柳条围栏的建立,游客不可能再像以前一样,坐在树下。据说,1665年牛顿正是坐在这棵苹果树下,发现了万有引力。
游客和历史系研究专生克里斯·古维瑟表示:“不能像牛顿一样坐在苹果树下,让我感到有些失望。但你仍可以看着它,看着这棵已经400岁的苹果树。为了我们的下一代,我们应该对其进行保护。”
这棵苹果树是一种稀有品种,名为“肯属特郡之花”,结出的绿色果实可作为“料理苹果”。它站立在庄园的前花园,透过牛顿卧室的窗口可以看到它的身影。
更多信息参考 牛顿苹果落地的故事
牛顿发现地吸引力的故事 要完整!
1665年的秋天,当牛顿正坐在果园里思考时,一个苹果从树上掉到地上(事实就是那个苹果真的没砸到他),正好落在他面前.因此引发了他对地心引力和重力的许多想法.经过一番论证之后,他得出结论:地球的引力必然随距离而变化,而且是越远越小.接着,他又通过深入研究开普勒行星运动定律,导出了引力与距离成平方反比.之后又推算出,引力与物体质量乘积成正比,并正式定义了他的万有引力.之所以称之为“万有”,是因为他觉得这条定律适用于宇宙的任何地方.
牛顿发现万有引力的故事
牛顿的成就可以说是集前人之大成,他在开普勒、伽利略、惠更斯等人的工作基础上,将表面看来“互不联系”的力学知识,用数学方法把它们统一起来,揭示了物体运动的基本规律从而建立了经典力学。他的一生有很多伟大发现,万有引力定律就是他最伟大的发现之一。
大约是在1665~1667年间,有一天,牛顿坐在苹果树下思考地球的引力问题,突然一个苹果从树上落下,激起牛顿思潮翻滚。他想:苹果在空间,哪一个方向都可以飞去,为什么偏偏要坠向地面?地球和苹果是互相吸引的?行星绕恒星运转,也是互相吸引的?苹果落向地面的力和使行星保持在它的轨道上的力是否有关呢?
牛顿经过长期观察研究,产生了如下的假想:太阳、行星以及离我们很远的恒星,不管彼此相距多远,都是互相吸引着的,其引力随距离的增大而减小,地球和其他行星绕太阳运转,就是靠太阳的引力维持。同样,地球不仅吸引地面上和表面附近的物体,而且也可以吸引很远的物体(例如月亮),其引力也是随着距离的增大而减弱。他在手稿中曾写到“就在这一年,我开始想到把重力引伸到月球的轨道上,……于是我把推动月球在轨道上运行的力和地面上的重力加以比较,发现它们差不多密合。”牛顿进一步猜想,宇宙同任何物体间都存在吸引力,这些力具有相同的本质,遵循同样的力学规律,其大小都与两者之间距离的平方成反比。
牛顿凭着他对于数学和物理的惊人才华。结合开普勒行星运动定律,从理论上推导出太阳对行星的引力F与两者距离r的平方成反比,还证明引力跟太阳质量M和行星质量m的乘积成正比,即
牛顿又研究卫星绕行星的运动,结论是它们之间的引力也是与行星和卫星质量的乘积成正比,与两者距离的平方成反比。
以上结论是否正确,还需要经过实验检验。牛顿根据当时观测到的地球和月球的有关数据,凭借理想实验巧妙地解决了这一难题。
首先牛顿根据月球绕地球运转的周期和轨道半径,从运动学的角度计算出了月球轨道的向心加速度
式中,ω为月球绕地球转动的角速度;T为月球绕地球转动的周期,T=2.36×106s;r月地为月球与地球的球心距离,r月地=3.18×108m。
然后,牛顿设想,如果把一个物体放到月球轨道上,让它绕地球运动,地球对它的吸引力就减小到F,它运动的加速度减小到a。既然物体在地面受到的重力G和在月球轨道上运行时受到的力F,都是来自地球的吸引力,那么在月球轨道上的加速度a和地面上的重力加速度g就应有如下的关系式:
进而从动力学的角度计算出月球轨道的向心加速度
由上可见,两者的计算结果惊人的一致。于是牛顿证实了他的关于地球和物体间,各天体之间的吸引力都属于同一性质的力,都遵从同样的力学规律的猜想是正确的。他把这种引力规律做了合理的推广,称为万有引力,并在1687年正式发表了万有引力定律。
牛顿和万有引力的故事
1666年的秋天,在英国北部林肯郡一个名叫乌尔斯索普的村庄里,发生了这样一件"小事":一天傍晚,学习了一天的牛顿感到有些疲倦,他想休息一下,于是,信步来到自家的苹果园里,坐在一棵苹果树下,欣赏着满园的果实.面对这美妙和谐的大自然,牛顿总是隐隐约约地感到,在神秘的自然界后面,一定有某种规律在支配着它的运动,可是这个规律是什么呢?苹果的阵阵幽香,不知不觉又使牛顿沉浸于天体运动之谜的思考之中.。 一个苹果从恰好树上落下来。这时候,他忽然想到,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,就是我们后来所称的万有引力。
牛顿与苹果的故事
长期以来,牛顿认为,一定有一种神秘的力存在,是这种无形的力拉着太阳系中的行星围绕太阳旋转.但是,这到底是怎样的一种力呢
直到有一天,当牛顿在花园的苹果树下思索,一个苹果落到他的脚边时,牛顿终于获得了顿悟,他的问题也逐渐被解决了.
传说1665年秋季,牛顿坐在自家院中的苹果树下苦思着行星绕日运动的原因.这时,一只苹果恰巧落下来,它落在牛顿的脚边.这是一个发现的瞬间,这次苹果下落与以往无数次苹果下落不同,国为它引起了牛顿的注意.牛顿从苹果落地这一理所当然的现象中找到了苹果下落的原因——引力的作用,这种来自地球的无形的力拉着苹果下落,正像地球拉着月球,使月球围绕地球运动一样.
这个故事据说是由牛顿的外甥女巴尔顿夫人告诉法国哲学家,作家伏尔泰之后流传起来的.伏尔泰将它写入《牛顿哲学原理》一书中.牛顿家乡的这棵苹果树后来被移植到剑桥大学中.
牛顿去世后,他被当作发现宇宙规律的英雄人物继而被赋予传奇色彩,牛顿与苹果的故事更是广为流传.但是事实是否如此却无从找到其他史料加以考证.
万有引力是怎样被发现的
1666年,23岁的牛顿还是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。
牛顿一直被这样的问题困惑:是什么力量驱使月球围绕地球转,地球围绕太阳转?为什么月球不会掉落到地球上?为什么地球不会掉落到太阳上?
坐在姐姐的果园里,牛顿听到熟悉的声音,“咚”的一声,一只苹果落到草地上。他急忙转头观察第二只苹果落地。第二只苹果从外伸的树枝上落下,在地上反弹了一下,静静地躺在草地上。这只苹果肯定不是牛顿见到的第一只落地的苹果,当然第二只和第一只没有什么差别。苹果会落地,而月球却不会掉落到地球上,苹果和月亮之间存在什么不同呢?
第二天早晨,天气晴朗,牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋,皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球,然后越来越快,最后小球就径直抛出。
牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球,这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样,也有两种力量作用于月球,即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力作用下,苹果才会落地。
牛顿首次认为,苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。
人们普遍认为,适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点,它告诉人们,支配自然和宇宙的法则是很简单的。
牛顿推动了引力定律的发展,指出万有引力不仅仅是星体的特征,也是所有物体的特征。作为所有最重要的科学定律之一,万有引力定律及其数学公式已成为整个物理学的基石。
是苹果落地导致牛顿发现万有引力吗
美国哈佛大学科技史教授柯亨不久前撰文,对苹果落地的故事表示怀疑。柯亨引证史料,说明牛顿走向万有引力理论的重大一步是在1679年末到1680年初。
1679年
11月24曰,胡克写信给牛顿,向他介绍一种分析曲线运动的新方法。胡克聪明地看到,物体沿曲线轨道的运动有两个分量,一个是惯性分量,一个是向心分量。惯性分51量势必沿曲线的切线方向作直线运动,而向心分量则总是拉物体偏离惯性的直线轨道。月球运动的稳定轨道就是这两个分量互相匹配,使得月球既不会沿切线方向跑掉,又不会螺旋式地接近地球。笛卡儿认为物体作曲线运动只是运动物体企图逃离中心的力造成的,但实际上没有这样的力存在。胡克信中请牛顿对这个假设提出意见或评论。这个假设显然是牛顿后来把曲线运动分解为一个惯性分量和一个向心分量这种想法的入门。因为在此之前,牛顿还常常用笛卡儿的离心力来描述运动。胡克在信中还大胆提出,将行星吸向太阳的向心力大小,与两星之间的距离平方成反比。由于胡克缺乏牛顿的数学才能,因此他不能再往前进,不能由直觉的预感与猜想,飞跃到严格的科学结论。
11月28曰,牛顿回信说,在未读胡克的来信之前,他没有“听到过您的把行星的天体运动看作沿曲线切线方向的直线运动”以及被“吸引”向太阳的运动两者“所合成之假说”。随之牛顿立即把自己的研究课题换成:地球自转对自由落体的影响。但是他却不正确地描绘了自由落体物体的路径是一条螺线。胡克发现了牛顿的错误,在12月9曰的信中指出,自由落体物体的路径“将类似一个椭圆”。12月13曰牛顿谨慎地答复了胡克对他的指正,但并没有对胡克提出的行星运动是“圆周运动”的分析发表什么意见。胡克并不灰心,在1680年1月6曰的信中重述了向心吸引力与距离平方成反比的定量的假设,而且说明他的这种分析“十分清楚而正确地说明了天象”。牛顿仍未作答复。1月17曰胡克发了一封简短的补充函件,请牛顿找出:一个中心引力使物体偏离它的惯性轨道作曲线运动,当力与距离平方成反比时,曲线是怎样的,它的性质及造成的原因是什么?
牛顿几乎就是按照胡克的思路去做的。但他一直没有把证明的结果告诉胡克或任何人。直至1684年8月,著名天文学家哈雷来访,说起他和雷恩都不能解决行星运动这个问题,胡克虽声称他已解出,却拿不出一个公式。牛顿听了以后,马上回答:“是椭圆。”哈雷问他怎么知道的,牛顿回答:“我算出来的。”经哈雷敦促,牛顿为皇家学会写了《论运动》,详细谈了他的计算过程。
应该说,牛顿在其大约是1684年11月写成的《论运动》的初稿中,还未建立万有引力这一概念。这时,牛顿还没有领悟太阳吸引每个行星,每个行星还要吸引太阳,而且行星间也互为吸引。不久,牛顿发觉了反作用定律的重要意义,1684年12月在他完成的《论运动》的修改稿中已用相互作用来描述行星运动。1685年春季,牛顿全力以赴地完成了《自然哲学之数学原理》初稿,才完整地得出一切物体以万有引力互相作用的理论。在牛顿发现万有引力以后,胡克声明是他向牛顿建议采用了“与距离平方成反比的万有引力定律”。很多历史学家也同意胡克的看法。
牛顿说过他是站在巨人的肩膀上才发现万有引力的,但牛顿毕竟比巨人们看得更远。胡克只提出了行星与太阳的关系问题,而牛顿提出的万有引力定律适用于宇宙间一切物体。这一质的飞跃是胡克的学识所难以达到的。后来,牛顿却想否认胡克曾给予他以提示。他于1717年编撰了一段苹果落地的故事,把他对万有引力定律的研究提早20年,变成了17世纪60年代的事。不过这个故事牛顿从来没有发表过,只把它写在一封给法国作家皮埃尔·德·梅佐的信的草稿内,而且又把它勾去。但是后人却将这个故事传开来。
许多介绍牛顿的书上都介绍过牛顿与苹果的传奇故事:1665-1666之间,由于剑桥流行黑热病,学校被迫停学,刚从剑桥拿到学士学位的牛顿也返回了家乡。一天,牛顿正坐在一棵苹果树下看书及思考问题时,这时,有一个苹果落了下来,这一下子启发了牛顿,这位当时年仅23岁的学生立刻想到,苹果一定是被地球的引力拉下来的,此后,经过多年努力,他终于完成了万有引力定律的阐述、数学证明与公式推导。
这个故事流传得非常广泛,不过,近来有一位历史学者提出异议,他认为所说并不是事实。他的根据如下:
把这个故事最早公诸于众的是法国作家伏尔泰 (Voltaire,1694-1778),他对牛顿的研究成果抱有极大热情,并曾积极予以宣传。1726年,他前往英国,当年写了25篇通讯,其中第15篇通讯中提到这个苹果落地的故事。他在文章中说,这个故事是听牛顿的侄女告诉他的。此时是1726年。
其后,在1752年,有一位比牛顿小45岁的牛顿的朋友(William Stukeley),在他的回忆文章中说,牛顿去世前一年,牛顿曾讲过这个故事,而牛顿是1727年去世的,就是说,牛顿在1726年自己也讲过这个故事。
因此,这位历史学者指出,在同一年(1726年),如果两个人都讲过,那么,到底是谁先讲的?所以,关于苹果的故事一定是瞎编出来的。有人认为,这个苹果的故事至少有两点与已经了解的历史事实不符:
第一,万有引力不是牛顿一个人的独立发现,而是历史上若干人的研究逐步探索、积累的结果,有的书上却把万有引力定律以牛顿名字命名,这是不行的;另外,把牛顿发现万有引力说成是由于受了苹果落地启发的自然结果,根据历史学者的观点,显然是对历史的严重歪曲。第二,在1665年,牛顿对天体的运动规律问题还没有完全搞清楚,如果承认这个苹果故事,不是等于把牛顿对万有引力的发现提前了至少20年吗?实际上,牛顿直到二十多年后才取得最终结论,并完成数学论证与公式推导。
持第一个观点的人认为,不能把万有引力定律成果归于牛顿名下,因为前人也付出过探索和努力。他们指出,万有引力发现的实际经过大致是这样的:
首先,开普勒(J.Kepler,1571-1630)最早在探索行星运动规律时,认为引力就是太阳发出的类似于磁力的流,这些磁力流沿切线方向推动着行星公转,其强度随离太阳的距离而减弱。开普勒还曾企图用磁作用机制解释椭圆轨道的产生。他还以月球与海水间的磁性吸引解释潮汐现象。
1645年,法国天文学家布里阿德(I.Bulliadus)提出一个假设:“开普勒力的减少,和离太阳的距离的平方成反比”。这是第一次提出平方反比关系的思想。
1661 年,英国皇家学会成立了一个专门委员会研究重力问题。罗伯特 胡克(Robert Hooke,1635-1703)、克里斯托夫 雷恩(Christopher Wren,1632-1723)、爱德蒙 哈雷(Edmund Halley,1656-1742)在引力问题的研究上都曾做出过贡献。据说早在1661年,罗伯特 胡克就觉察到,引力和地球上物体的重力应该是有着同样的本质。
在1674年的一次演讲“证明地球周年运动的尝试”中,胡克提出,要在一致的力学原则的基础上建立一个宇 宙学说,为此提出了以下三个假设:“第一,据我们在地球上的观察可知,一切天体都具有倾向其中心的吸引力,它不仅吸引其本身各部分,并且还吸引其作用范围 内的其他天体。因此,不仅太阳和月亮对地球的形状和运动发生影响,而且地球对太阳和月亮同样也有影响,连水星、金星、火星和木星对地球的运动都有影响。第二,凡是正在作简单直线运动的任何天体,在没有受到其他作用力使其沿着椭圆轨道、圆周或复杂的曲线运动之前,它将继续保持直线运动不变。第三,受到吸引力作用的物体,越靠近吸引中心,其吸引力也越大。至于此力在什么程度上依赖于距离的问题,在实验中我还未解决。一旦知道了这一关系,天文学家就很容易解决天 体运动的规律了。”胡克首先使用了“吸引力”这个词。他在这里提出的这三条假设,实际上已朦胧意识到有关吸引力的一些特性,只是他对引力与距离的关系还没搞清楚,另外,只是缺乏对引力的定量表述和论证而已。
1679年,胡克与牛顿之间进行了关于引力问题的交流,在1679年11月,牛顿致信胡克说:“自己关于发现周日运动的想象,即设想一个自由落体落到地球上,通过地面进入地球内部,而不受任何物质的阻碍,则该落体将沿着一条螺旋形轨道运行,在旋转数圈后,最终旋入(或十分接近)地心。”胡克回信说,物体不会按螺线运动,而是按“一种带椭圆状的曲线”运动,它的轨道将“像-椭圆”。1679年12月13日,牛顿写信给胡克说:“如果假定它的重力是均匀的,〔物体将〕不按螺线下沉那个真正的中心,而是以交替升降的形式运行。”
我们从后人清理牛顿同胡克的这些通信中看出,直至1679年,牛顿对落体引力的问题,还没有彻底解决,他还在考虑物体的重心偏心可能会使落体在下落过程中边旋转边落向地心,而胡克认为,该物体的运动轨迹应该是一个椭圆。从牛顿的角度来看,对于万有引力问题,与距离平方成反比是没问题了,牛顿正在考虑的是与质量的关系、及重心的偏心是否会对万有引力产生影响。还有,就是要用数学知识对万有引力作用下天体按椭圆轨道运行作出严格证明,对万有引力定律作出公式推导。胡克在信中曾向牛顿提出过这个问题,希望牛顿完成这个定律的数学证明与公式推导。因此,后来人们得出结论,一直到1685年,牛顿还没有解决这个问题。直到1686年,牛顿才最终解决了它,并且在哈雷的催促下,把这部分数学论证的内容一并加入《自然哲学的数学原理》一书。当胡克老先生看到这本书的书稿后,认为自己也应该有一分功劳,于是向年轻人牛顿提出,最好在书里把自己在这一方面的工作成绩提一下。后来有人气愤地指出,这个本来是合理的要求却遭到了牛顿的断然拒绝。因为牛顿曾向负责出版这本书的哈雷写信说,他不想给胡克任何荣誉,而且称在许多年前他就已经知道了引力作用,以及与距离平方成反比的关系。
老年时的牛顿有一段回忆说:“同年(1666年)我开始把引力与月亮轨道联系起来,并找出了如何估计一个天体在球体内旋转时用来趋向球面的力的方法,……, 最后在1676和1677年之间的冬天我发现了一个命题:利用与距离平方成反比的离心力,行星必然环绕力的中心沿椭圆旋转,……。” 牛顿的这段话指的是月亮轨道的推导及寻找行星绕太阳旋转的原因。有人说,与前面他在信中与胡克讨论落体问题相比较,可以看出在时间上是矛盾的:牛顿1677年研究的是月球轨道和行星轨道问题,而他1679年才研究质量对落体的影响,因此人们说,牛顿在这里是故意把他发现万有引力的时间改在1679年与胡克通信之前,而且造出苹果神话,其目的显然是为了要独吞万有引力这项成果。
牛顿和胡克之间的梁子,不仅表现在万有引力定律的争议上,最早表现在胡克对牛顿的光的微粒说有不同的看法,因为胡克对光的本质是站在波动说一边的。1673年,年轻的牛顿向皇家学会递交了他关于光的一篇论文,后来他又递交过第二篇论文,这些论文受到老先生胡克的批评,并且说论文的一些观点是抄袭他的。这使牛顿无比愤怒,虽经皇家学会调解,牛顿的怒气未消,于1675年2月向胡克写了一封回信。信中说:“如果我比笛卡尔看得更远,那是因为我站在巨人们的肩膀上。”许多人把这句话理解为牛顿的谦虚精神,而攻击牛顿者认为,这其实是他对胡克的一种讽刺和蔑视,完全不是人们望文生义的那回事。
据此,“倒牛顿者”认为:牛顿根本没把胡克和笛卡尔看作巨人一样尊敬,牛顿也没有攀登他们所搭的梯子,他说自己站在比梯子更高的巨人肩膀上,显然这句话是对胡克的人身攻击——胡克身材矮小。他们认为,牛顿的《光学》著作所以在1704年出版,就是因为牛顿为了等胡克去世后才敢出版他的书。
“倒牛顿者”进一步指出:牛顿独占了万有引力的成果后,还不足以解除对胡克的恨,当他于1703年被选为英国皇家学会的主席,就下令在皇家学会除去所有的胡克的肖像。所以当时英国许多著名的科学家中就是胡克的肖像没有留传下来。
牛顿是怎样发现的万有引力?
长期以来,牛顿认为,一定有一种神秘的力存在,是这种无形的力拉着太阳系中的行星围绕太阳旋转.但是,这到底是怎样的一种力呢
直到有一天,当牛顿在花园的苹果树下思索,一个苹果落到他的脚边时,牛顿终于获得了顿悟,他的问题也逐渐被解决了.
传说1665年秋季,牛顿坐在自家院中的苹果树下苦思着行星绕日运动的原因.这时,一只苹果恰巧落下来,它落在牛顿的脚边.这是一个发现的瞬间,这次苹果下落与以往无数次苹果下落不同,国为它引起了牛顿的注意.牛顿从苹果落地这一理所当然的现象中找到了苹果下落的原因——引力的作用,这种来自地球的无形的力拉着苹果下落,正像地球拉着月球,使月球围绕地球运动一样.
这个故事据说是由牛顿的外甥女巴尔顿夫人告诉法国哲学家,作家伏尔泰之后流传起来的.伏尔泰将它写入《牛顿哲学原理》一书中.牛顿家乡的这棵苹果树后来被移植到剑桥大学中.
牛顿去世后,他被当作发现宇宙规律的英雄人物继而被赋予传奇色彩,牛顿与苹果的故事更是广为流传.但是事实是否如此却无从找到其他史料加以考证.赞同
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