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牛顿世界观

艾萨克·牛顿出生于1642年,即伽利略去世的那一年。随着实验方法被广泛接受,科学取得了明显进步,尽管亚里士多德的错误物理学还经常被教导。位于伦敦的英国皇家学会,今天主要的科学组织,成立于1660年。它的座右铭——Nullis in verba——翻译过来大致是“任何人的话都别当真”。伽利略听到会很高兴。

牛顿是一位很利索的人,据说他接管了家里的农场。但他对读书比对犁耙更感兴趣,他设法去了剑桥大学,通过做点零活儿来支付学费。作为一名学生,他不是十分出色,但科学——那时叫“自然哲学”——令他着迷。大瘟疫来临,大学被迫关闭,牛顿回到农场待了一年半。

年轻的牛顿了解到伽利略的教诲:在完全光滑的水平面上,滑块一旦滑动移动,就将永远滑下去,需要克服的只有摩擦力。如果有更大的力作用,滑块的运动将加快,它将做加速运动。

图3.2 艾萨克·牛顿(1642—1727)肖像(1702年)。Godfrey Kneller爵士摄制,承蒙Getty图片社提供

然而,伽利略接受了亚里士多德的物体降落是“自然的”,无须任何力的作用的观念。他还认为行星可以“自然地”、在没有外力的作用下做着圆周运动。伽利略恰恰忽略了他的同时代人开普勒发现的椭圆轨道。由于牛顿提出了普适的运动定律和重力,因此他必然超越伽利略所接受的亚里士多德的“自然性”的思想而走得更远。

牛顿说,他的灵感来自于他看到的苹果落地。他可能会问自己:既然水平加速度需要力,那么为什么垂直加速度就不需要力了呢?如果有一个向下的力作用在苹果上,为什么就不能作用在月球上呢?如果答案是肯定的,那为什么月球不会像苹果那样掉到地球上来呢?

图3.3 牛顿画的山上的大炮图

月亮之所以不会撞向地球只是因为它有垂直于地球半径方向的速度,就像打出去的快速炮弹。牛顿意识到了前人所不曾注意到的问题:月亮在降落。 wShBqF4XVp9p324CSDACn9KugHZth9rdrV5HWOELrYg1NzJag9O/iDdODlgbEobX

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