神奇的万有引力

17世纪早期，以开普勒等天文学家对天体的观察和研究，取得了许多重大成果。开普勒对这些天文观测进行了总结，发现了开普勒三大定律。同时，伴随天文学的发展而出现的关于天体运行的问题也吸引着牛顿。

那时，人们已经能够区分很多力，比如摩擦力、重力、空气阻力、电力和人力等。牛顿首次将这些看似不同的力准确地归结到万有引力的概念里，苹果落地、人有体重、月亮围绕地球转，所有这些现象都是由相同原因引起的。牛顿的万有引力定律简单易懂，涵盖面广。

牛顿出生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯普，他的天才很早就展现出来。1661年，牛顿中学毕业后考入英国剑桥大学三一学院。大学期间，由于在中学打下了良好的数学基础，再加上的自己刻苦钻研，牛顿的学习成绩突飞猛进，深受导师的喜爱，导师也将自己的专长，毫无保留地传授给了牛顿。1665年，牛顿大学毕业，获得学士学位，并留校从事研究工作，从此走上了科学研究的道路。就在这一年秋，伦敦发生了可怕的瘟疫，剑桥大学关门，牛顿回到了家乡。在家乡的18个月，可以说是牛顿一生中最重要的时期，几乎他所有最重要的研究成果就是在这个时期奠定的基础，而牛顿研究苹果落地的故事，也发生在这一时期。

在乡村的日子里，牛顿一直被这样的问题困惑：是什么力量驱使月球围绕地球转？地球围绕太阳转？为什么月球不会掉落到地球上？为什么地球不会掉落到太阳上？坐在姐姐的果园里，牛顿听到熟悉的声音，“咚”的一声，一个苹果落到草地上。他急忙转头观察第二个苹果落地。第二个苹果从外伸的树枝上落下，在地上反弹了一下，静静地躺在草地上。这个苹果肯定不是牛顿见到的第一个落地的苹果，当然第二个和第一个没有什么差别。苹果落地虽没有给牛顿提供答案，但却激发这位年轻的科学家思考一个新问题：苹果会落地，而月球却不会掉落到地球上，苹果和月亮之间存在什么不同呢？

第二天早晨，天气晴朗，牛顿看见小外甥正在玩小球。他手上拴着一条皮筋，皮筋的另一端系着小球。他先慢慢地摇摆小球，然后越来越快，最后小球就径直抛出。牛顿猛地意识到月球和小球的运动极为相像。两种力量作用于小球，这两种力量是向外的推动力和皮筋的拉力。同样，也有两种力量作用于月球，即月球运行的推动力和重力的拉力。正是在重力的作用下，苹果才会落到地上。

牛顿认为，重力不仅仅是行星和恒星之间的作用力，有可能是普遍存在的吸引力。他深信炼金术，认为物质之间相互吸引，这使他断言，相互吸引力不但适用于硕大的天体之间，而且适用于各种体积的物体之间。苹果落地、雨滴降落和行星沿着轨道围绕太阳运行都是重力作用的结果。

当时人们普遍认为，适用于地球的自然定律与太空中的定律大相径庭。牛顿的万有引力定律沉重打击了这一观点，它告诉人们，支配自然和宇宙的法则是很简单的，并是一致的，那就是物体间相互作用的一条定律，“任何物体之间都有相互吸引力，这个力的大小与各个物体的质量成正比例，而与它们之间的距离的平方成反比”。这就是著名的万有引力。牛顿在1666年的著作中发表了这一震惊世界的伟大发现，而他当时只有24岁。