数理化通俗演义-第20章
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一连三天,牛顿没有出门。他把在巴罗老师身边学的知识全部调动出来,又翻出伽利略、开普勒的书来。他每天睡得很晚,又起得很早,起床后常常是刚穿上一只袖子,就拿起笔来伏案计算,直到外祖母来喊他吃午饭,才发觉衣服还未穿好。他和前人不一样,他们是靠观察,靠测数据,而他觉得关键是要找出这些已知材料之间的联系。他要靠思考,靠数学推导来攻这个苹果与月亮是不是一样的难题。他想那月亮绕地球飞行的速度v月应该是它的绕地轨道长除以绕地球周期(v(月)=2πr/T),月亮的向心加速度a月=v(月)2/r=4π2r/T2=0。0027米/秒2(T=27。3天=2。36×10^6秒,v=3。8×10^8米)。这是天上的规律。那么地球吸引苹果呢?它的加速度就是自由落体加速度g=9。8米/秒2。根据开普勒三定律可推出两行星间的吸力与它们间的距离平方成反比。天上地下的规律一个样,那么这个比例是成立的a(月)/g=R2/v2(R是地球半径,即苹果到地心距离;r是地月间距离)。g=9。8,r=60R,所以a(月)=9。8×(1/60)2=0。0027米/秒2。妙极了,从不同的途径推出了一样的结果,这就证明天上地下,苹果月亮原来一个样啊。物体间都是一种同样的吸力,其所以大小不同只是由于它们的质量和相互间的距离不同。F=GMm/r2。这种力是不分天南海北,春夏秋冬,天上地下,到处都有的万有引力啊。
正是:
事物彼和此,都有相似点。 可贵在联想,举一可反三。
这天深夜,当牛顿呆坐在他那间房子里,脑子里顿时开了窍,他发现了宇宙。他真不敢相信,从1543年哥白尼发表《天体运行》到1642年伽利略死,两代巨人奋斗了整整一百年;从第谷十七岁起在赫芬岛一直不停地观察星座,到他的学生开普勒1630年完成《星表》不久病死他乡,多少人前赴后继呀。而他自己,这个才23岁的大学生,不过为躲瘟疫,退居乡下,竟因为看到几颗苹果落地,就这样幸运地窥见了宇宙的奥秘。他不敢相信这是真的,他面对桌上纷乱的稿纸,抬头眺望夜空,真有点替伽利略可惜-你为甚么不愿承认开普勒的椭圆定律,再用你非凡的才智去计算一下呢?还有开普勒,你那开阔的思路囊括宇宙,检索众星,怎么忘记将这地上之物也查一查呢?还有笛卡儿……啊,这许多巨人将肩膀支起,是等我来踩看攀登啊!上帝在那天晚上将苹果摔落地上,是启示我的啊!
和那些科学巨人比,牛顿真觉得自己还是一个毛头小孩,他也不敢一下子相信自己的发现(这原理直到22年后才正式公布),只是这胜利鼓舞着他。他又终日伏案,将那些太阳、土星、木星一一地去作着推算。
再说,斯托里几天不见牛顿露面,心里总觉空落落的,牛顿虽总有那样一种傻气,但她内心对他还是一片痴情。这天早晨,她从自家鸡舍里新收了十几个鸡蛋,用头巾包着便来看望牛顿。牛顿见她来了自然十分高兴,便也离开书桌在床边坐下,握着她的小手兴奋地讲着月亮和苹果的关系,这回又说到数学计算,她自然更是难懂,不过还是依在他的身旁勉强听着。一会儿大概牛顿自己也觉得没有合适的听众,突然停下不说了,斯托里倒真愿这样和他一起安安静静地坐一会儿。她将身子更靠近他一些,脸却不去看他。这时牛顿从桌上拿起一个木雕的大烟斗。自从来到乡下,他对乡下人抽的这种烟斗很感兴趣,舅舅特意雕一个送他。这时他手拿烟斗,脑子里不知又在想着什么。这样静坐了一会儿,斯托里将一只手伸向他,眼睛只管看着窗外,她等着他捧着她的手指去吻一下,想着,自己的手指就要触着他那温柔的嘴唇了。忽然她感到手指被挤得生疼,便不由尖叫了一声,扭头看时,牛顿将她的小指头下意识地往那个大烟斗里填,眼睛却不知看着哪里。她就大喊道:“伊萨克,难道你要把我的手指揉成烟叶吗?”牛顿这才如梦初醒,红着脸忙不迭地道歉。斯托里又故意喊几声疼,笑了一阵。她看屋里这个狼狈样子,知道牛顿肯定还未吃早点,就去帮他生火。
这个小房间也真够乱了,尘土封窗,碎纸满地,床上被子末叠,盆里衣服未洗。斯托里先一把推开窗户,一股新鲜空气扑面而来,她又打了一盆水去擦窗台,这时火炉上的锅已经开得哗哗直响。她回过头来,招呼一声牛顿:“亲爱的,我那头巾里包着鸡蛋,请你煮到锅里去。”“是,谢谢。”牛顿说了一声,很认真地站起,掀开锅盖,将鸡蛋放入锅里。过了一会,斯托里一边揉着衣服,又一边说:“亲爱的,熟蛋快熟了,你得先准备一碗凉水,才好往出捞的。”牛顿说:“是,应该的。”身子却没有动一下,还在纸上画着什么。斯托里看看他的背影不觉笑了起来:“你呀!没人管准会饿死。”便起身拿了一把勺子到锅里去捞鸡蛋。这一捞不要紧,她脸上的笑容顿然消失。她将牛顿推了一把,说:“先生,你就吃这个吗?”牛顿一回头,原来锅里煮的是怀表!这回,斯托里可真生气了。她还是帮他收拾着房间,又重新煮了几个鸡蛋,但是却一句话也不说。牛顿自知今天在女友面前出了这许多洋相,实在不体面,忙将桌上的书呀,纸呀,一起堆起,想,我今天真该陪她坐一会儿才是。但是他无论说什么,斯托里美丽的脸上却总泛不出一点笑容。他们就这样默默地煮熟鸡蛋,吃完。斯托里拿起自己的头巾,道了声“再见!”便悄悄地离去。
第二天,小姐让人送来一封短信:“亲爱的,也许我与您的来往打扰了您的工作,也许您本来是属于整个宇宙,不会属于我。我想,我们要是在一起生活,说不定哪一天您也会将我错当鸡蛋煮到锅里。再见。”直到这时,牛顿才知道这个祸已是闯得不小,忙又是回信求情,又是当面谢罪。
到底斯托里小姐态度如何?且等下回分解。
第二十八回
胡克妒贤 皇家学会大失策,哈雷识货 又当伯乐又赚钱
——万有引力定律的公布
上回说到牛顿在家乡一边研究万有引力,一边与斯托里小姐谈恋爱,可是他对于科学未免太痴,以至于怠慢和惹恼了爱他的姑娘。他虽然想挽回局面,重叔旧情,但镜已破碎,终难再回。这是牛顿的第一次恋爱,也是他一生的最后一次恋爱。以后他总认为自己是不善于恋爱和组织家庭的,所以终身未娶。
1667年,可怕的瘟疫刚消失,牛顿便重返校园,翌年获硕士学位。不知是胆怯还是出于慎重,他对自己在乡间从苹果落地而得出的万有引力定律,再未张扬。在这时,伦敦物理界的几个优秀人物也在做同类研究。他们是胡克(1635…1703)、波义耳(1627…1691)、哈雷(1656…1742),还有雷恩等。这里面胡克是当时皇家学会的负责人,又算当时物理界赫赫有名的权威、泰斗。哈雷,则迷恋于研究慧星。一天,大家又凑到一块,讨论那令人伤脑筋的天体运行问题。雷恩拍拍手中一本价值40先令的厚书说:“谁能把行星轨道证明出来,我愿以这本书为酬谢。”胡克说:“我想,我们居住的这一部分宇宙,太阳一定是有一种引力,将地球和其它星球吸引权绕它旋转。地球也有这种引力。”
“那么,你能用数学方法具体地证明吗?”哈雷急切地插问。胡克回答:“开普勒定律不是已经讲清楚了吗?你为什么要具体的证明呢?”
“胡克先生,你知道我正在研究那奇怪的慧星。他出没无常,要能知道天体运行的计算方法,是多么重要呀!”
“哈哈,原来如此。”胡克扭动来肥胖的身躯,看看这坐在对面此自己小21岁的年轻人,得意地说:“年轻人,这个证明我早已完成,但暂不拿出来。等那些不知天高地厚的人在这个问题上碰得头破血流后,我才肯拿出自己的证明。”哈雷立时感到一种莫大的嘲讽,他忽地站了起来,大声说道:“胡克先生,你指的是谁?”胡没有想到对方这样敏感,忙说:“请坐,请坐,哈雷先生,我指的当然不是你们。”
“胡克先生,请您珍重晚辈对您的尊敬。”哈雷说完便摔门而去。
哈雷当然知道胡克影射的不是他,而是牛顿。胡克和牛顿虽也常有学术来往,但已多年不和,事情定由光学研究引起的。1672年2月8日,牛顿在皇家学会上宣读了《光和颜色的新理论》的论文,其观点与胡克不同,这便首先结下了学术冤仇,两人长期打牦笔墨官司。后来牛顿又搞起苹果和月亮的研究,这对冤家又在天文学的阵地上相遇。年轻的哈雷看不惯胡克的蛮横,便转而求助于牛顿。
1684年8月,在与胡克争吵了七个月后,哈雷来到剑桥。 在那间仍然是衣服、茶具与稿纸相混杂的房间里,己身为教授的牛顿拖; 一双掉到脚跟的袜子,起身迎接来访的哈雷。这位不修边幅的教授,待人却温和文雅。
“哈雷先生,您最近在研究些甚么?”
“尊敬的牛顿教授,我最近在研究雪星。这种拖一条大尾巴的星星,一直是传说的灾星。一百五十多年前,鞑靼人正在和基督教徒打仗,这颗星突然出现在天空,基督教徒就慌忙对天商告:主啊,请快来解救我们吧。'这以前,还有一次,英王赫罗德正与来犯的威廉姆霸王激战,突然这星又出现在天空,赫罗德说:这是不祥之兆,怕要失败