在某问答平台上有人提了这么一个问题:如果一个农民发现了反重力的原理,他该怎么办?
嗯,这其实算不上一个好问题,就像是“如果我中了500万要怎么花”一样,如果是修身养性之前我一定会直接开嘲讽了,但是这一次不一样,我决定用最认真的态度来回答这个问题,让同学们从根源改变对这个问题的认识。
首先我想问大家一个问题:
牛顿是因意识到引力存在而名垂千古的吗?
答案:并不是。
这一切比多数人理解的要复杂得多。如果只是意识到人在大地上有重力,那在亚里士多德时代他提出的元素轻重论中就已经指出了“重的会下沉,轻的会上浮”这一概念。事实上用脑子想一想,人们怎么可能没有意识到自己站在一个存在重力的星球上呢?只要是你能直接想到的东西,基本上都已经被其它人想过了这才符合逻辑。
那牛顿看到下落的苹果到底给他以怎样的启示呢?我们来看一看当初记录下这个细节的法国启蒙作家伏尔泰的原文吧:
1666年,他退隐到剑桥附近的乡下,有一天在自己的花园里散步,看到有水果从树上掉下来,便陷入了对重力的沉思使重物坠落的力量是一样的,不管是在地下多深处,也不管是在多高的山上,都不会有明显的减小,为什么这一力量不会一直延伸到月球上呢?如果这一力量真的一直深入月球,从表面上看,难道不正是这一力量使月球保持在其轨道上吗?
发现没,苹果不是重点,重点是月亮!
万有引力之“万有”正是指除了地面上的万物,就连天上的月亮也同样接受到了地球的引力束缚。
这有什么特别之处吗?这难道不是一个常识吗?
在如今确实是一个常识,但是在那个时代却并不是。以那时的理解,天文学家给天体定下的轨道就真的是字面意义上的轨道——天体沿着一些看不见的“轨道”在运动,这种运动其实是一种规律、规则或是教条,天体之间并没有内在的联系。
也就是说,牛顿这一想法的闪光点是将我们非常熟悉的重力与“高冷”的天体运行规律相统一起来,将“神造之物”拖下了凡间。
第一个想到的人什么也不是
那么问题来了:
1、是不是除了牛顿之外,都没有人想到过这个问题呢?
2、这个理论有没有可能被一名农民斩获呢?
先回答第一个问题:当然……不是!当时还有一个人也在研究天体的运行规律,他就是后来的第二任英国皇家科学院院长——胡克。
早在1662年,他和另一位皇家学会的创始人之一莱恩讨论了行星如何在轨道上运动,他猜想太阳和行星之间有相互吸引的力,这种力可能随着距离而减少。他还设计了一个简单的实验检验重力是否随高度而发生变化,但是受到当时仪器的精度限制,没有得出结果。
在1674年胡克出版了著作《证明地球运动的尝试》(An Attempt to Prove the Motion of the Earth from Observations),他在书中明确指出所有的天体都有一种指向其中心的重力,不仅吸引自己的各个部分使其不至飞散,且可以吸引位于其作用区域内的其它天体,而牛顿在1686年发表的《自然哲学的数学原理》第一卷中才正式提出万有引力。
也就是说,从提出万有引力的概念上来说,胡克比牛顿要早。
公式!公式!公式!重要的事情要说三遍
那为什么这一荣誉最终还是归于牛顿了呢?因为胡克没有给出天体受引力的公式,不能通过计算还原天体的运动轨道。
之前我说过,受限于仪器精度,当时的地球上无法测出不同高度间的重力差。所以胡克并不知道引力到底是以什么样的规律减少的。
而牛顿先行一步的,正是领悟到了“引力大小与距离的平方成反比”。并给出了计算公式,用这个公式可以精确地计算出天体的轨道,正是椭圆形!与观测高度吻合。
第一个符合计算结果的当然就是月球的轨道,那计算月球的轨道需要些什么数据呢?需要知道月球到地心的距离,还需要知道地球的重力加速度。
这些数据从哪里来?地月距离由公元前190年出生的古希腊天文学家喜帕恰斯测出,为605个地球半径,而地球半径由公元前275年出生的古希腊天文学家埃拉托色尼测出;地球重力加速度由伽利略用单摆测出。
这样,万有引力说就算是正式落地了,它提供的公式可以完美地计算五大行星与月亮的轨道,真正实现了“天上地下,合而为一”的伟大创举。
灵感支持不起科学探索
现在,请读者你来回答第二个问题,你认为一个农民有可能在不接受系统教育的前提下,发表万有引力的所有原理与公式以及证明过程吗?
如果这个农民只是说出了“月亮与地球之间存在吸引”,那根本毫无价值,因为古往今来有过这种“灵光”的人不要太多,第一个想出来并不算什么成就,否则现在教科书里的万有引力发现人就是胡克了。
好的,现在我们知道了,就连数百年前发现的万有引力尚且有这样的难度,请问如果真的存在反重力的原理,要如何被一名农民斩获呢?
不见沧海,不知其阔。对科学没有概念性的认识,才会幻想一个灵光就可以参悟出宇宙真理,以为一个苹果就可以让牛某人名垂千古。科学不存在什么捷径,灵光一闪确实有点用,但是至少这个人得已经站在真理的大门前。
我是酋知鱼,一个有点东西的科学创作者,欢迎关注!
椭圆机运动是有氧运动,所以至少需要15分钟,15分钟脂肪开始燃烧,游离于身体中的葡萄糖已被耗尽,新陈代谢系统开启了燃烧模式,身体各器官也适应了运动节奏,我现在每天都能保持在45分钟左右,用的零重力椭圆机。
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