洛伦茨简历

早在牛顿发现万有引力定律之前,很多科学家就已经认真考虑过这个问题。例如,开普勒意识到一定有一种力在起作用,使行星沿着椭圆轨道运行。他认为这种力类似于磁力,就像磁铁吸引铁一样。1659年,惠更斯通过研究钟摆的运动发现,需要一个向心力来保持物体在圆形轨道上运动。胡克等人认为是引力,并试图推导出引力与距离的关系。

1664年,胡克发现当彗星接近太阳时,由于太阳的引力,它们的轨道是弯曲的。1673年,惠更斯推导向心力定律;1679年,胡克和哈雷从向心力定律和开普勒第三定律推导出维持行星运动的引力与距离的平方成反比。

牛顿自己回忆说,1666左右,他在家乡生活的时候就已经考虑过引力的问题。最著名的一句话是,牛顿经常在假期里在花园里坐一会儿。一次,就像以前发生过很多次一样,一个苹果从树上掉了下来...

一个苹果的意外落地,是人类思想史上的一个转折点,打开了坐在花园里的人的思维,引发他沉思:所有物体几乎都被地心吸引的原因是什么?牛顿沉思着。最后,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。

牛顿的高明之处在于,他解决了胡克等人无法解决的数学论证问题。1679年,胡克写信给牛顿,问他能否根据向心力定律和引力与距离的平方成反比定律证明行星在椭圆轨道上运动。牛顿没有回答这个问题。1685年,哈雷拜访牛顿的时候,牛顿已经发现了万有引力定律:两个物体之间存在引力,与距离的平方成反比,与两个物体质量的乘积成正比。

当时有地球半径、日地距离等精确数据可供计算。牛顿向哈雷证明了地球引力是使月球绕地球运动的向心力,也证明了行星运动在太阳引力作用下符合开普勒运动三定律。

在哈雷的催促下,1686年底,牛顿写出了划时代的巨著《自然哲学的数学原理》。皇家学会资金短缺,无法出版这本书。后来,科学史上最伟大的著作之一在哈雷的支持下于1687年出版。

在这本书里,牛顿从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发,不仅从数学上论证了万有引力定律,而且将经典力学确立为一个完整而严密的体系,将天体力学与地面物体力学统一起来,实现了物理学史上的第一次大综合。

站在巨人的肩膀上