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什么是万有引力定律?牛顿又为此克服了哪两大难题?

2021-03-05 13:00

  牛顿作为世界上享有盛名的数学家、天文学家和物理学家,在数学、光学、力学等方面都曾做出了卓越的贡献。他发现的万有引力定律奠定了近代天文学的基础;他完成的日光分解奠定了近代光学的基础。下面趣历史小编就为大家带来详细的介绍,一起来看看吧!

  当别人将他比做天才的时候,他并不这样认为,他曾经这样总结自己的一生:“我不知道在别人看来,我是什么样的人;但在我自己看来,我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。”牛顿如此概括自己的一生,他觉得他之所以能够取得各方面的优异成绩,就是因为他站在了巨人的肩膀上。

  1643年牛顿出生在英格兰北部小镇乌尔斯索普,他从小丧父,母亲改嫁,所以童年的他是在与祖母相依为命中度过的,因此小时候的牛顿不善言谈,性格倔强。上学时,他对学校非常厌恶,对上课心不在焉,不善交际的他连周围的朋友也是寥寥无几。

  不过牛顿非常喜欢制作“小发明”。他曾经制作带小灯笼的风筝、用小木桶做过滴漏水钟以及用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型等等。这些小发明尽管不值一提,但是牛顿从中学到了不少知识,为他以后的发现积累了丰富的经验。

  苹果落地的故事

  1655年到1666年,一场瘟疫席卷英国,牛顿所读的剑桥大学因此而停课,于是牛顿回到家乡躲避瘟疫。在此期间,牛顿正在进行一项科学研究,希望从动力学的角度对太阳、月亮等天体的运行进行解释。一天,他正在果树旁边看书的他,突然被一个从树上掉下来的苹果打中,而且打得牛顿很疼。

  这对于常人来讲是一件完全不值一提的事情,然而牛顿却被其所吸引,他在思考苹果落到地面而不掉向天空的原因。经过苦思冥想,他觉得地球具有某种力量,可以吸引地球上的任何物体。如此类推,月亮和地球之间是否也存在引力呢?月亮一直按照一定的轨道绕地球旋转,这不正好说明它们之间相互吸引吗?而各个行星围绕太阳运转,也是同样的道理。于是牛顿将宇宙中的一切物体之间所存在的相互吸引的作用称为“万有引力”。

  接下来又产生了另外一个问题,地球与月亮之间,太阳和地球之间相互吸引,那月亮不会落向地球,地球和各个行星不会落向太阳又如何解释呢?后来牛顿从对抛射物体的研究中获得了解释。如果一个站在山顶上的人沿水平抛一块石头,这块石头在向前飞行的同时由于重力它也会向下落,而石头进行的路线是一条抛物线。

  而水平速度越大,石头飞过的水平距离也越远,轨道弯曲程度也越小。如果抛石的力量达到一定的标准重量,使得石头的轨道曲线的弯曲程度和地球表面的弯曲程度相同,那么石头会像月亮那样绕着地球永远运转下去,这样,完整的引力思想已经基本形成。后来牛顿克服了精密数学计算和可靠实践验证两大难题,于1687年在《自然哲学的数学原理》上正式发表了万有引力定律。

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