苹果落地和万有引力

苹果落地和万有引力

关键词：牛顿苹果万有引力猜想形成过程

摘要：本文根据牛顿从苹果落地想到万有引力的故事，通过猜想，分析了牛顿发现万有引力的心理活动过程，通过一系列联想和思维的跳跃引导读者理解万有引力，体验物理研究的过程和乐趣。

正文：提起万有引力，人们会自然的想到牛顿，想到苹果落地和牛顿的故事：牛顿在二十三岁时，有一天看到一个苹果落到地上，开始深思其中的道理，最终发现了万有引力，为人类认识自然的过程作出了不可磨灭的贡献。

这种说法不一定完全符合历史事实，因为万有引力的确立，并非牛顿一个人的力量,其他杰出的科学家如胡克、哈雷等在这一方面也做出了非常重要的贡献。胡克首先使用了“万有引力”这个词，1680年1月6日，胡克在给牛顿的一封信中，提出了引力与距离的平方成反比的猜测。1684年，在胡克和爱德蒙．哈雷、克里斯多夫．伦恩等人的一次聚会中，又提出了推动这一研究的问题。在他们的帮助下，1687年，牛顿出版了他的名著《自然哲学的数学原理》，公布研究成果。从《原理》中可以看出，牛顿首先是从猜测和直觉开始他关于引力的思考的。他看到，在地面上很高的地方，重力并没有明显的减弱，那么它是否也可以到达月球呢？如果月球也受到重力的作用，就可能就是这个原因使月亮保持绕地球的运动轨道。

那么，牛顿是怎样从看到苹果落地联想到万有引力的呢？他会产生哪些联想呢？我们不妨做一下猜想。

1、一个秋天的午后，牛顿叼着烟斗坐在一棵苹果树下，用他那神奇的大脑思考着世

界的奥秘。突然，一个苹果落到牛顿头上，善于思索的牛顿拿着苹果陷入了沉思，

折磨了他很久的力学问题突然就有了突破口：是什么力量使苹果落到地上的呢？

为什么苹果不向天上或别的什么方向呢？这个力的施力物体是谁？力的大小是多

少？方向如何？牛顿思索着，在大脑中寻找着答案。牛顿就一个司空见惯的现象

提出了一个看似可笑的问题，其实这正是牛顿的伟大之处，是最最难能可贵的地

方。

2、牛顿以他独特的方式思考，把所看到的物理事实进行想象和推理：假设这棵苹果

树很高很高，苹果会落下来吗？他联系日常所见，一个物体即使被抛出很高，这

个物体总要落向地面，牛顿认为会落下来。

3、如果苹果树高到月亮上呢？月亮可不可以看作一个大苹果呢？牛顿想的越来越

远，极其跳跃开放的思维发生了一个质的飞跃。

4、可是，月亮并没有落到地面，月亮也没有飞离地球，作为地球的一棵卫星始终围

绕地球运动，是谁主宰这月亮的运动呢？难道是万能的上帝？

5、难以回答的问题让牛顿有点烦躁，但是他没有把苹果吃掉，而是把苹果扔了出去。

苹果划着优美的曲线在不远处落下来。这是一道最优美的曲线，最有价值的曲线。

在思考者牛顿的眼里，它就是美丽的彩虹，他引发了牛顿思维第二个质的飞跃：

如果苹果扔的速度再快一些，那么他落的就可以再远一点，如果再快一些呢？

6、跳跃的思维使牛顿眼中的苹果变成了炮弹，（多么伟大牛顿！）如果一门大炮发射

炮弹，炮弹可以飞很远，如果速度足够快，炮弹就能飞的足够远。如果把大炮架设在高山上，发射炮弹的速度越来越快，那么炮弹就飞的越来越远。如果炮弹落向地球的曲线和地球的曲线相同，那么炮弹就会围绕地球运动，但永远也落不到地面上！如果大炮高到月亮所在的位置上，如果炮弹是月亮……。牛顿的眼中放出了五彩的光芒，他高兴的跳了起来，望着高高挂在天上的月亮大笑起来。不知不觉，时间已从下午到了深夜。他想通了月亮为什么既不落下来，也没有飞出去而是绕着地球转，：月亮和苹果一样受到地球的吸引力。

7、此时的牛顿已是睡意全无，他望着月亮又陷入了沉思，突然又一个神奇的智慧火

花在他的头脑中闪现：如果苹果树长在月亮上呢？苹果会落向那里？应该落在月亮上。苹果在月球上也会受到月球的吸引。

8、牛顿由月亮又想到了太阳，想到了围绕太阳转动的行星，他们的原理和苹果落地

一样，他们之间都有一种相互吸引的力。他得出了一个结论：引力存在于任何两个物体之间。至此牛顿基本形成了万有引力的思想。

牛顿利用自己神奇的思维和深厚的数学基础完美的阐述了万有引力定律：两物体间引力的大小与两物体的质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比,而与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。