科學家的發明故事

1、牛頓——萬有引力的發現

人們都知道從蘋果落地中牛頓發現了萬有引力定律的故事，其實那不過是法國啟蒙思想家伏爾泰為宣傳自然科學而編的故事。

在牛頓之前，人們已經知道有兩種「力」：地面上的物體都受重力的作用，天上的月球和地球之間以及行星和太陽之間都存在引力。這兩種力究竟是性質不同的兩種力？

還是同一種力的不同表現？牛頓在劍橋大學讀書時就考慮起這個問題了。

牛頓23歲時，鼠疫流行於倫敦。劍橋大學為預防學生受傳染，通告學生休學回家避疫，學校暫時關閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。他仍沒有間斷學習和對引力問題的思考。

那時，鄉下的孩子們常常用投石器打幾個轉轉，之後，把石頭拋得很遠。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉過，而牛奶不灑出來。

這一現像激發了牛頓關於引力的想像：「什麼力使投石器裡面的石頭，水桶裡的牛奶不掉下來呢？」這個問題使他想到克卜勒和伽利略的思想。

他從浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，廣寒的月球，直至龐大的地球，進而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這對牛頓抓緊這些神奇的思想不放，一頭紮進「引力」的計算和驗證中了。牛頓計畫用這個原理驗證太陽系各行星的行動規律。

他首先推求月球和地球距離，由於引用的資料資料不正確，計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉，每分鐘的向心加速度應是16英呎，但據推算僅得13．9英呎。在失敗的困境中，牛頓沒有灰心，反而以更大的努力進行辛勤的研究。

2023年，新測量的地球半徑值公布了。牛頓利用這一資料重新檢驗了自己的理論，同時，還利用他自己發明的微積分處理了月一地關係中不能把地球看作質點時，重力加速度的計算問題。有了這兩項改進，牛頓得到了兩個完全一致的加速度值。

這使他認為，重力和引力具有相同的本質。他又把基於地面物體運動的三條定律（即牛頓三大定律）用於行星運動，同樣得出滿意的正確結論。

牛頓整整經過了7個春秋寒暑，到他30歲時終於把舉世聞名的「萬有引力定律」全面證明出來，奠定了理論天文學、天體力學的基礎。

萬有引力定律的發現，宣告了天上地面的萬物都遵循同一規律運動，徹底否定了亞里斯多德以來宗教勢力宣揚的天上地下不同的思想，這是人類認識史上的一次飛躍。