牛顿是如何从一个苹果中悟出万有引力的存在

1665年英国正流行着瘟疫。剑桥大学暂时关闭了。牛顿也被迫离开学校回到了家乡。传说第二年秋天的一个黄昏,牛顿正坐在果园里深思着,突然间一个熟透的苹果从树上掉了下来。这件很平常的小事触动了牛顿的思绪,使他联想到科学上的一个很重要的问题来。 原来那时候,他正在研究地球的引力有多大。他通过初步的研究后,产生了一个大胆的科学假设:地球不仅吸引着苹果,也吸引着地球表面上的一切物体,而且它还吸引着遥远的月亮和其他星体。他认为这种吸引力可以达到很远很远的地方;但随着距离的增加,吸引力会逐渐减弱。 牛顿为了证实自己的假定,仔细地研究月亮的运动。因为月亮是地球仅有的一颗卫星,比起其他星体来,它最接近于地球。牛顿认为,月亮在不停地运动,由于惯性的缘故,它时刻要摆脱地球,然而地球对于月亮具有一种吸引力,就像一根无形的绳子拉住了月亮,使它不能逃脱而乖乖地在目前的轨道上围绕着地球运行。要是地球的吸引力突然消失的话,月亮就会逃之夭夭;要是月亮停止运动,它也会像苹果一样地掉到地球上来

牛顿为什么发现万有引力

牛顿的一则著名的故事称,牛顿在受到一颗从树上掉落的苹果启发后,阐示出了他的万有引力定律。漫画作品更认为,掉落的苹果正好砸中了牛顿的脑门,它的碰撞让他不知何故地明白了引力。约翰·康杜特,牛顿在皇家造币厂时的助理及牛顿外甥女的丈夫,在他有关牛顿生活的著述中提到了这件事:

1666年,他再次离开了剑桥大学,回到了住在林肯郡的母亲身边。当他在一座花园中沉思散步时,他突然想到重力(它的作用让一颗苹果从树上掉到地上)不会仅局限于地球周围的有限距离里,而会延伸到比平常认为的更远的地方。

他自言自语道,为什么不和月亮一样高呢——如果这样,一定会对她的运动产生影响——也许可以让她保持在她的轨道上,于是他开始计算那样的假设会产生怎样的效果。

问题不在于引力是否存在,而在于它是否能从地球延伸到如此远,还能够成为保持月球在轨道运行的力。牛顿发现,如果让该力随距离的平方反比而减少,所计算出的月球轨道周期能与真实情况非常好地吻合。

他猜想同样的力也导致了其他的轨道运动,并因此将之命名为“万有引力”。被称为牛顿苹果树后代的一颗苹果树,发现于剑桥大学植物园

同时代的作家威廉·斯蒂克利牧师在他的《艾萨克·牛顿爵士生平回忆录》中记录了1726年4月15日他在肯辛顿与牛顿的一次谈话,在该次谈话中,牛顿回忆了“从前,引力的概念进入了他的脑海。

在他正在沉思时,苹果的下落引起了他的思考。为什么苹果总会垂直地落在地上,他心中想到。为什么就不能走侧面或者向上升,却永远地朝向地球的中心。”

相似的说法还出现在伏尔泰的著述《Essay on Epic Poetry》(1727)中:“艾萨克·牛顿爵士在他的花园里散步,首次想到了他的引力体系,接着便看见一颗苹果从树上掉下。”

这些描述都可能夸大了牛顿本人自己叙述的在家(伍尔索普庄园)里靠窗坐着时,看见苹果从树上掉落的故事。

万有引力定律

万有引力定律是由艾萨克·牛顿称之为归纳推理的经验观察得出的一般物理规律。它是经典力学的一部分,是在1687年于《自然哲学的数学原理》中首次发表的,并于1687年7月5日首次出版。当牛顿的书在1686年被提交给英国皇家学会时,罗伯特·胡克宣称牛顿从他那里得到了距离平方反比律。

此定律若按照现代语文,明示了:每一点质量都是通过指向沿着两点相交线的力量来吸引每一个其它点的质量。

力与两个质量的乘积成正比,与它们之间的距离平方成反比。关于牛顿所明示质量之间万有引力理论的第一个实验,是英国科学家亨利·卡文迪什于1798年进行的卡文迪许实验。这个实验发生在牛顿原理出版111年之后,也是在他去世大约71年之后。

牛顿的引力定律类似于库仑定律,用来计算两个带电体之间产生的电力的大小。两者都是平方反比定律,其中作用力与物体之间的距离平方成反比。库仑定律是用两个电荷来代替质量的乘积,用静电常数代替引力常数。

牛顿发现万有引力是在其进行广泛的科学研究后做出的成果之一。在当时的科学界,人们已经意识到天体之间存在相互作用力,例如地球绕太阳运动的力和月球绕地球运动的力。牛顿发现了这些力的规律性,并且提出了一个全新的理论来解释这些规律,这就是他的万有引力定律。

牛顿通过自己的研究,认识到万有引力定律可以解释宇宙中广泛的现象,例如行星的轨道、彗星的轨迹以及天体的引力相互作用等等。他的理论对当时的科学界产生了重大影响,并且成为了现代物理学和天文学的基础之一。

总之,牛顿之所以能够发现万有引力,是因为他具备了深厚的科学知识和研究能力,同时他的天才思维和创造性让他能够从观察和实验中发现规律,并提出全新的理论来解释宇宙中的运动规律。

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    admin 2026年04月02日

    我是程越号的签约作者“admin”

  • admin
    admin 2026年04月02日

    本文概览:1665年英国正流行着瘟疫。剑桥大学暂时关闭了。牛顿也被迫离开学校回到了家乡。传说第二年秋天的一个黄昏,牛顿正坐在果园里深思着,突然间一个熟透的苹果从树上掉了下来。这件很平常的...

  • admin
    用户040212 2026年04月02日

    文章不错《牛顿是如何从一个苹果中悟出万有引力的存在》内容很有帮助

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