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都错啦,牛顿的万有引力跟苹果没有一毛钱关系

都错啦,牛顿的万有引力跟苹果没有一毛钱关系

作者: 廖文俊 | 来源:发表于2016-01-07 01:45 被阅读0次

    通过各种信息的传播,人们都知道,牛顿从苹果落地砸中了自己的头部,而发现了万有引力定律的故事,其实那不过是法国启蒙思想家伏尔泰,为宣传自然科学而编的一个故事,真实的情况并不如此。

    在牛顿之前,人们已经知道有两种“力”:地面上的物体都受重力的作用,天上的月球和地球之间以及行星和太阳之间都存在引力。这两种力究竟是性质不同的两种力?还是同一种力的不同表现?牛顿在剑桥大学读书时就考虑起这个问题了。

    牛顿23岁时,鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染,通告学生休学回家避疫,学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。他仍没有间断学习和对引力问题的思考。

    那时,乡下的孩子们常常用投石器打几个转转,之后,把石头抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过,而牛奶不洒出来。这一现像激发了牛顿关于引力的想像:“什么力使投石器里面的石头,水桶里的牛奶不掉下来呢?”这个问题使他想到开普勒和伽利略的思想。

    他从浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,广寒的月球,直至庞大的地球,进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。这对牛顿抓紧这些神奇的思想不放,一头扎进“引力”的计算和验证中了。

    牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球和地球距离,由于引用的资料数据不正确,计算的结果错了。因为依理推算月球围绕地球转,每分钟的向心加速度应是16英尺,但据推算仅得13.9英尺。在失败的困境中,牛顿没有灰心,反而以更大的努力进行辛勤的研究。

    1671年,新测量的地球半径值公布了。牛顿利用这一数据重新检验了自己的理论,同时,还利用他自己发明的微积分处理了月球与地球关系中不能把地球看作质点时,重力加速度的计算问题。有了这两项改进,牛顿得到了两个完全一致的加速度值。这使他认为,重力和引力具有相同的本质。他又把基于地面物体运动的三条定律(即牛顿三大定律)用于行星运动,同样得出满意的正确结论。

    牛顿整整经过了7个春秋寒暑,到他30岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来,奠定了理论天文学、天体力学的基础。万有引力定律的发现,宣告了天上地面的万物都遵循同一规律运动,彻底否定了亚里士多德以来宗教势力宣扬的天上地下不同的思想,这是人类认识史上的一次飞跃。

    艾萨克·牛顿(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英国皇家学会会长,英国著名的物理学家,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。

    这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。

    在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律。在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究做出了贡献。在经济学上,牛顿提出金本位制度。

    从这一段百科的介绍上,我们已经获得了一个基本认知:这牛顿,真特么是一个天才+全才!这样的人,现在这个世界上真的存在吗?答案显然是肯定的。那么,牛顿究竟凭什么能有这么大的成就?他真的是天才?

    通过前面的故事中我们其实也看明白了,要说天才,也应该有一点,譬如对某些自然现象的兴趣和研究,这不是每个人都有的兴趣,大部分的人看到了也不会去思考,更多人只会思考自己的一日三餐,很少去思考跟自己毫无关联的自然问题。

    有了兴趣,他就会沉浸进去,成为某一方面的专家,但要破译大自然的某种神秘现象,则不仅仅是兴趣可以完成的,这需要坚韧不拔的探索勇气,而且还要善于观察与此相关的自然现象。牛顿的万有引力学说遭遇了卡壳,他陷入了痛苦的思考中,但他最终从投石器的石头和牛奶桶不落地的现象中进入思考,从而找到了问题的突破点。

    跟所有科学家、发明家一样,首先就是一股专业的探索兴趣使然。然后,在遭遇难题的时候,又被某个日常事务中的现象中获得启发,然后一通百通,顺利解开疙瘩,完成了自己的探索和发明。这就证明了一点,那就是在逻辑思维中卡壳的事,需要逃离原有的逻辑,进入到一个偶然的和不相关的事物概念中,然后再与原有的概念进行交叉,从而获得灵感。

    作为一个企业家、创业者或者企业单位的职业经理,我们每天都会在日常的工作中遭遇各种难题,当遭遇一时解决不了的难题时,大家一般会做些什么呢?抽支烟?泡一杯茶?或者走出办公室,去自然界走走;翻阅一下平时很少看的文学书?听一支音乐?或者与人下盘棋等等。这些行为都属于逻辑逃离。

    这些下意识的逻辑逃离,是指从原有的问题中逃离出来,但这些都是下意识,不是积极有方向有目的。所以,后来的豁然开朗也是偶然的,因为也有可能没有发现触类旁通的启发,这个问题也许成为永远解不开的结,最终放弃了。

    而在横向思维中的逻辑逃离工具,是一套系统的方法,它可以逃离一公里、两公里甚至更远,而且每到一个地方就会诞生我们专门设置的词汇概念,这些概念又会给我们带来很多的联想和属性比较,所以,在横向思维中,我们的逻辑逃离很容易产生创新的触发诱因,最终的结果是必然而不是偶然,这就是横向思维的力量。

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