突然 ， 一个苹果从树上掉了下来 ， 落在他旁边 。如果宇宙是空的 ， 恒星会相互吸引 ， 那么为什么这些恒星不一起坍缩呢？"他继续自言自语道 。"但是 ， 为什么苹果只落在地上 ， 而不飞向天空 ， 或者向左或向右扔呢？“万有引力”对牛顿来说一点也不陌生 。他需要回答的不是“苹果为什么会落地”的常识 ， 而是一个更复杂的问题——“为什么恒星不是因为离心力飞出太阳系 ， 也不是因为向心力飞向太阳” 。
苹果掉到地上 ， 为什么是万有引力？
文章插图
【苹果为什么会掉下来?,为什么是万有引力】关于“牛顿和万有引力”之间的流传最广、知名度最高的故事 ， 莫过于“砸在牛顿头上的苹果” 。这个故事一般版本如下：一天傍晚 ， 牛顿坐在苹果树下乘凉 ， 忽然 ， 一个苹果从树上掉下来 ， 落在他的身边 。他觉得很奇怪 ， 心想：“苹果为什么会掉下来呢？”他继续自言自语 ， “可是 ， 为什么苹果只向地面上落 ， 而不向天上飞去 ， 也不向左、向右抛开呢？”为了弄明白这个问题 ， 他又反复地观察 ， 专心地研究 ， 终于发现了苹果落地的秘密原来 ， 这是因为地球有吸引力！然而 ， 这个故事据说是伏尔泰从牛顿的侄女那里听来的 ， 并不见于任何正式记载 ，
实际上 ， 在中世纪“地心说”就已经成为了一种共识（在“地心说”中 ， 物体朝向地心自然下落） 。到了牛顿生活的时代 ， 距离哥白尼提出“日心说”差不多有两百年了 ， 且从伽利略至开普勒 ， “日心说”都已经逐步替代了“地心说” ， 所以 ， “地心引力”对于牛顿来说根本不是什么新鲜事 ， 他需要回答的不是“苹果为什么落地”这样的常识 ， 而是更为复杂的问题——“星体为何没有因为离心力而飞出太阳系 ， 或者因为向心力而飞向太阳” 。
牛顿牛顿与笛卡尔的分歧在“万有引力”的研究上 ， 法国人笛卡尔是牛顿的前辈 ， 笛卡尔笛卡尔研究引力是从一个意想不到的方向入手的 ， 这就是“光学” 。我们现在可以接受光是在真空中传播的观点 ， 但是在笛卡尔看来 ， 光的传播必须借助一种叫做“以太”（Ether）的“介质” ， 由于光几乎是无处不在的 ， 这就要求每个地方都必须充满这种“介质” ， 或者说整个宇宙都要充满这种“介质” ，
笛卡尔还为这样一个被以太充满的宇宙起了名字 ， 叫Plenum ， 意思就是“被（以太）充满的（空间）”那么 ， 这种“以太”又与“万有引力”有什么关系呢？如前所述 ， 笛卡尔认为以太充满了整个宇宙 ， 然而这些以太并不是静止不动的 ， 而是旋转起来了 。通俗地说 ， 宇宙如同一碗浓汤 ， 而上帝就像一个喝汤的人 ， 他用勺子在这碗汤中搅拌了一下 ， 于是在这碗“宇宙浓汤”中 ， 就形成了一个个“漩涡” ， 这些漩涡的中心便是“星体” ，
漩涡中心对漩涡其余部分 ， 有一种自然而然的“吸引力” ， 这就是宇宙中引力的来源 。以太漩涡说在当时 ， 笛卡尔的理论可以说是非常有说服力的 ， 因为它基本上完美地解释了 ， 为什么在太阳系边缘上的星体运行速度要比靠近太阳系中心的星体更慢 ， 而牛顿却对笛卡尔的“以太学说”产生了怀疑 。凡是学过光学的人都知道 ， 牛顿做过一个著名的光学实验——用三菱镜将白光分解为七色光 ， 而此前笛卡尔主张白光是一种单纯的物质 ，
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