⽜顿的苹果,究竟是真的还是假的?

作者: 陈学雷

来源: 中国科学院国家天⽂台

发布日期: 2022-09-27 07:00:58

⽜顿被苹果砸中脑袋⽽发现了万有引⼒定律的故事,是我们⼩时候最熟悉的故事之⼀,但如今它的真实性却越来越让⼈怀疑,到底是真是假?他真的是发现万有引⼒第⼀⼈吗?⼀起来看看⽜顿和苹果的不解之缘吧~

⽜顿被苹果砸中脑袋⽽发现了万有引⼒定律的故事,是我们⼩时候最熟悉的故事之⼀,但如今它的真实性却越来越让⼈怀疑,到底是真是假?他真的是发现万有引⼒第⼀⼈吗?⼀起来看看⽜顿和苹果的不解之缘吧~⽜顿苹果的故事是假的吗?⽜顿看到苹果落下⽽发现万有引⼒的故事是⼤家都⽿熟能详的。英国纪念⽜顿《⾃然哲学的数学原理》⼀书三百周年出版的⽂集封⾯也⽤的是⼀个苹果。⽜顿家乡的苹果树也被移栽到世界各地的许多著名学术机构。

但是,近年来却有很多⽂章把这个故事归⼊了虚假故事⾥。随便在⽹上搜索可以找到很多这样的⽂章。例如,在⼀篇题为《那些误导我们的教科书故事 -- ⽜顿根本没被苹果砸》的⽂章中,在提到这个故事时是这样说的:“关于⽜顿和他的苹果是伏尔泰编的,据说他是听⽜顿的侄⼥说的,当然⽜顿的所有⼿稿中没提到那只苹果。

”在另⼀篇题为《⼩学教材⾥的中国式虚假故事:华盛顿砍树,⽜顿被苹果砸都是假的》的⽂章⾥,把⽜顿的苹果故事与《爱迪⽣救妈妈》《地震中的⽗与⼦》等虚假故事放在⼀起,并进⽽写道:“⽜顿的‘假如我看得⽐别⼈远⼀些,是因为我站在巨⼈的肩膀上’名⾔,是在他与胡克争夺万有引⼒定律的优先发现权时,为了讥讽胡克⽽说的(胡克是个驼背和身体扭曲的矮⼦),显示了⽜顿卑劣的⼈格。

”⽜顿苹果的故事真的如这些⽂章所说的那样完全是虚假的吗?在⼩学教科书和少⼉读物中流⾏的⽜顿苹果故事,虽然有演绎的成分(⽐如苹果砸到了⽜顿),但其基本内容是来⾃历史⽂献。⽜顿虽然并未在他的论著中提到苹果的故事,不过⼈们在正式的科学著作中⼀般也不会讲述⾃⼰的科研灵感来源,因此这本身不⾜为奇。⽜顿苹果的故事是⼀些熟悉⽜顿的⼈听晚年的⽜顿⾃⼰讲述的。

这个故事最著名的讲述者是法国启蒙哲学家伏尔泰(Voltaire),关于⽜顿发现万有引⼒的经过,伏尔泰写道:“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?”(⽂献[1], p.66-67)伏尔泰的故事来⾃⽜顿的外甥⼥凯瑟琳·康迪特(Catherine Conduit),是⽜顿的同⺟异⽗妹妹汉娜·斯密思(Hanna Smith)的⼥⼉。她的丈夫约翰·康迪特(John Conduit, 1688-1737)是⽜顿在皇家造币⼚的助⼿,并在⽜顿死后继任了造币⼚⼚⻓。

夫妇⼆⼈死后安葬在⻄敏寺⽜顿墓的旁边。康迪特曾有意撰写⼀部⽜顿的传记,很早就开始注意记录⽜顿的谈话,并在⽜顿逝世后收集了其他⼈对⽜顿的回忆。我们现在所读到的⽜顿轶事⼤多来⾃他们当时收集的记录。⽜顿的⽼乡威廉·司徒克雷(William Stukeley, 1687-1765)则是另⼀名记录者。

司徒克雷与⽜顿⼀样毕业于剑桥⼤学,曾多次访问巨⽯阵(Stonehenge),并⾸次进⾏了详细的测量和记录,成为考古学的先驱者之⼀,他与⽜顿交往甚多,曾在⽜顿⼩时上学的地⽅格兰瑟姆采访了很多认识⽜顿的⽼⼈,包括传说中⽜顿少年时代的⼥友⽂森特夫⼈,收集了许多⽜顿童年时代的轶事,并调查了⽜顿的家谱。

1726年4⽉15⽇,在他与⽜顿的⼀次⻅⾯中,司徒克雷后来写道:“他告诉我,在过去,正是在相同的情景下,重⼒的概念进⼊他的头脑。它是由⼀个苹果落地引起的,⽽当时他正坐着沉思默想。他⾃⼰思量,为什么苹果总是垂直地摔在地上,为什么它不斜着跑或者向上跑,⽽总是跑向地球的中⼼呢?的确,原因是地球吸引苹果。在物质中必定有吸引⼒存在,地球的吸引⼒总和⼀定指向地球的中⼼,⽽不指向地球的任何⼀侧。

所以这个苹果垂直地向地球中⼼下落。如果物质之间如此吸引,吸引⼒⼀定与物质的量成⽐例。所以,苹果吸引地球,和地球吸引苹果⼀样。存在⼀种⼒量,像我们这⾥所说的重⼒,它通过宇宙延伸⾃⼰。

”[2]此外,⽜顿的另⼀位朋友,数学家棣莫弗(Abraham de Moivre,1667-1754)虽然没有提到苹果,但是他提到1666年⽜顿在花园中思考的时候产⽣了关于引⼒的想法(⽂献[3],p.154),与其他⼈说法基本⼀致。

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