牛顿发现万有引力故事成功的原因

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1726年4月15日，艾萨克·牛顿(Isaac Newton)向一位自传作家描述了他是怎样通过苹果在其花园中坠落研究出万有引力定律的，这将成为科学史上一段不朽的起源故事，而且很可能是真的。

牛顿非常喜欢讲故事，但是书面消息来源并没有给出这个著名的苹果落地故事发生的时间，但是我们知道在1726年的今天， 威廉·斯达克利(William Stukeley)与牛顿在伦敦肯辛通区聊起了这段故事，牛顿讲述了他是如何获得灵感的。

斯达克利在他撰写的《艾萨克·牛顿爵士生平回忆录》(Memoirs of Sir Isaac Newton's Life)中写道：当牛顿正坐着沉思时，突然从苹果落地中获得灵感，他就问自己想为什么苹果总是垂直落地，为什么不是向侧面或者向上而是总是朝向地球中心呢。

牛顿获得的突破是知道了问题的关键不在于苹果坠落，而是有一种外力驱使着它坠落，这种外力存在于任何两物体之间，并且也会在月球和其它行星上出现。

不过牛顿在皇家造币厂的助手，也是他的外甥约翰·康杜特(John Conduitt)，是这样描述牛顿发现万有引力定律故事的：1666年，由于母亲感染瘟疫，牛顿再次离开了剑桥大学回到了林肯郡的家中，他在花园沉思时突然想到了能够产生同样效果的重力，这种作用力不会受到地球距离的限制，而且会延伸到想象不到的距离。他对自己说，重力为什么不可以延伸到月球的高度呢。如果这样，重力就会对行星轨道产生影响，或者保持行星在轨道上运行。牛顿发现，如果让该力随距离的平方增加而减少，所计算出的月球轨道周期与真实情况非常好地吻合。他猜想同样的力也会导致了其他的轨道运动，并因此将之命名为“万有引力”。

牛顿在1727年逝世，伏尔泰当年也曾描述过这段故事：牛顿爵士正在花园中散步，当他看到苹果落地时首次想到了万有引力理论。

科学能解释一切吗，为什么爱因斯坦和牛顿晚年都投入了神学研究

真理诞生于一百个问号之后

有一句著名的格言：“真理诞生于一百个问号之后。”这句格言本身也是真理。

人们总是很尊敬发现真理的人，以为只有天才才能发现真理。其实，要发现真理，说难也不难，说容易也不容易。真理常常就在你的身边，能不能发现它，就看你有没有一双敏锐的眼睛，有没有一个善于思考的脑子，有没有敢于坚持真理的勇气。

浮力原理的发现 关于浮力原理，有这样一个的传说。 相传叙拉古赫农王让工匠替他做了一顶纯金的王冠，做好后，国王疑心工匠在金冠中掺了假，但这顶金冠确与当初交给金匠的纯金一样重，到底工匠有没有捣鬼呢？既想检验真假 阿基米德发现浮力 又不能破坏王冠，这个问题不仅难倒了国王，也使诸大臣们面面相觑。 后来，国王请阿基米德来检验。最初，阿基米德也是冥思苦想而不得要领。一天，他在家洗澡，当他坐进澡盆里时，看到水往外溢，同时感到身体被轻轻托起。他突然悟到可以用测定固体在水中排水量的办法，来确定金冠的比重。他兴奋地跳出澡盆，连衣服都顾不得穿上就跑了出去，大声喊着“尤里卡！尤里卡！”。(Eureka，意思是“我知道了”)。 他经过了进一步的实验以后，便来到了王宫，他把王冠和同等重量的纯金放在盛满水的两个盆里，比较两盆溢出来的水，发现放王冠的盆里溢出来的水比另一盆多。这就说明王冠的体积比相同重量的纯金的体积大，密度不相同。所以证明了王冠里掺进了其他金属.这次试验的意义远远大过查出金匠欺骗国王，阿基米德从中发现了浮力定律（阿基米德原理）：物体在液体中所获得的浮力，等于他所排出液体的重量。一直到现代，人们还在利用这个原理计算物体比重和测定船舶载重量等。

魏格纳在生病时因不想荒废时间而在病床上不断画地图,从而发现了国家地图的板块可以拼合在一起,为什么会这样?于是他又开始拼接.他想要证实以前地球上的陆地都是连在一起的,是后来经过陆地板块无数次震动和自然灾害才分开的.但博士说他还要找一些事物.魏格纳发现美国东海岸和欧洲西海岸同纬度的地区都有一种蚯蚓，而美国西海岸却没有这种蚯蚓。为什么会这样？又一个为什么引发了他的好奇心,经过反复研究，魏格纳认为，那小小的蚯蚓，活动能力有限，无法跨越大洋，它的这种分布情况，正好说明欧洲大陆和美洲大陆本来是连在一起的，后来裂开分成了两个洲。他把蚯蚓的地理分布作为例证之一告诉了博士,后来他写了一本著作《大陆和海洋的起源》。

那一天是圣诞节。青年道尔顿到街上去买了一双长筒袜，作为节日礼品，亲手送给母亲。母亲收到这份礼品非常高兴。她打开礼品盒一看，“啊，原来是一双红色的长筒袜。”她感到颜色实在太鲜艳了，与自己的年龄和身份不太相称。她笑着问道：“约翰，你的礼物真让人高兴，但是你怎么看上了这么鲜艳的颜色呢？”这使道尔顿感到有些奇怪。他不以为然地说：“难道深蓝的颜色还不稳重吗？妈妈。”“什么？约翰。它和樱桃一样红呀！”“不对，妈妈。是我亲手挑的，是深蓝色。”“是红色，约翰。妈妈的眼光不坏。”母亲重复回答。道尔顿找来了弟弟。弟弟也说是蓝色的。而且，他俩对颜色的感受完全一样。可是，他的朋友们和他俩的识别力却不同。朋友们开玩笑说：“照你所说，你将永远也看不到女性美丽动人的面容。你会把她们面颊上那羞涩的红晕，看成一片浅蓝。” 从那天起，道尔顿才知道自己的色觉与别人不同。道尔顿没有放过这一偶然的发现。他不但仔细分析了自己的体验，还对周围的人做了各种调查研究。在此基础上，他又经过多方考查验证，写出了一部科学著作——《论色觉》。这是人类第一次发现色盲病，所以色盲症也称作道尔顿病1666年的秋天,在英国北部林肯郡一个名叫乌尔斯索普的村庄里,发生了这样一件"小事":一天傍晚,学习了一天的牛顿感到有些疲倦,他想休息一下,于是,信步来到自家的苹果园里,坐在一棵苹果树下,欣赏着满园的果实.面对这美妙和谐的大自然,牛顿总是隐隐约约地感到,在神秘的自然界后面,一定有某种规律在支配着它的运动,可是这个规律是什么呢?苹果的阵阵幽香,不知不觉又使牛顿沉浸于天体运动之谜的思考之中.。一个苹果从恰好树上落下来。这时候，他忽然想到，为什么苹果总是垂直落向地面呢?为什么苹果不向外侧或向上运动，而总是向着地球中心运动呢?无疑地，这是地球向下拉着它，有一个向下的拉力作用在物体上，而且这个向下的拉力总和必须指向地球中心，而不是指向地球的其他部分。所以苹果总是垂直下落，或者总是朝向地球的中心。苹果向着地球，也可看成是地球向着苹果，物体和物体之间是相互朝着对方运动的。物体之间的作用力必须正比于它们的质量。这个力，就是我们后来所称的万有引力。3.瓦特——发明蒸汽机 水蒸汽的启示 .随着智育的发展,瓦特对客观存在的一些事物都发生了浓厚的兴趣,产生了好奇和钻研之心。这为他以后发明蒸汽机打下了良好的基础。 在瓦特的故乡--格林诺克的小镇于上,家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事,有谁留过心呢？瓦特就留了心。有淮?他在厨房里看祖母做饭。灶上坐着一壶开水。开水在沸腾。壶盖啪啪啪地作响,不停地往上跳动。瓦特观察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母说?什么玩艺使壶盖跳动呢" 祖母回答说："水开了,就这样。"瓦特没有满足,又追问："为什么水开了壶盖就跳动？是什么东西推动它吗？" 可能是祖母太忙了,没有功夫答对他,便不耐烦地说："不知道。小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢。" 瓦特在他祖母那里不但没有找到答案,反而受到了冤枉的批评,心里很不舒服,可他并不灰心连续几天,每当做饭时,他就蹲在火炉旁边细心地观察着。起初,壶盖很安稳,隔了一会儿,水要开了,发出哗哗的响声。摹地,壶里的水蒸汽冒出来,推动壶盖跳动了。蒸汽不住地往上冒,壶盖也不停地跳动着,好象里边藏着个魔术师,在变戏法似的。瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。瓦特终于弄清楚了,是水蒸汽推动壶盖跳动,这水蒸汽的力量还真不小呢。 就在瓦特兴高采烈,欢喜若狂的时候,祖母又开腔了："你这孩子,不知好歹,水壶有什么好玩的,快给我走开！"她漫不经心地说。 他的祖母过于急躁和主观了,这随随便便不放在心上的话,险些挫伤了瓦特的自尊心和探求科学知识的积极性。年迈的老人啊,根本不理解瓦特的心,不知?水蒸汽"对瓦特有多么大的启示！水蒸汽推动壶盖跳动的物理现象,不正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗？ 一七六九年,瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动式发动机。后来又经过多次研究,于一七八二年,完成了新的蒸汽机的试制工作。机器上有了联动装置,把单式改为旋转运动,完善的蒸汽机发明成功了。

相传有一年，鲁班接受了一项建筑一座巨大宫殿的任务。这座宫殿需要很多木料，鲁班就让徒弟们上山砍伐树木。由于当时还没有锯子，他的徒弟们只好用斧头砍伐，但这样做效率非常低，工匠们每天起早贪黑拚命去干。累得精疲力尽，也砍伐不了多少树木，远远不能满足工程的需要，使工程进度一拖再拖，，眼看着工程期限越来越近，这可急坏了鲁班。为此，他决定亲自上山察看砍伐树木的情况。上山的时候，由于他不小心，无意中抓了一把山上长的一种野草，却一下子将手划破了。鲁班很奇怪，一根小草为什么这样锋利？于是他摘下了一片叶子来细心观察，发现叶子两边长着许多小细齿，用手轻轻一摸，这些小细齿非常锋利。他明白了，他的手就是被这些小细齿划破的。后来，鲁班又看到一条大蝗虫在一株草上啃吃叶子，两颗大板牙非常锋利，一开一合，很快就吃下一大片。这同样引起了鲁班的好奇心，他抓住一只蝗虫，仔细观察蝗虫牙齿的结构，发现蝗虫的两颗大板牙上同样排列着许多小细齿，蝗虫正是靠这些小细齿来咬断草叶的。这两件事给鲁班留下了极其深刻的印象，也使他受到很大启发，陷入了深深的思考。他想，如果把砍伐木头的工具做成锯齿状，不是同样会很锋利吗？砍伐树木也就容易多了。于是他就用大毛竹做成一条带有许多小锯齿的竹片，然后到小树上去做试验，结果果然不错，几下子就把树皮拉破了，再用力拉几下，小树杆就划出一道深沟，鲁班非常高兴。但是由于竹片比较软，强度比较差，不能长久使用，拉了一会儿，小锯齿就有的断了，有的变钝了，需要更换竹片。这样就影响了砍伐树木的速度，使用竹片太多也是一个很大的浪费。看来竹片不宜作为制做锯齿的材料，应该寻找一种强度、硬度都比较高的材料来代替它，这时鲁班想到了铁片。于是他们立即下山，清铁匠们帮助制作带有小锯齿的铁片，然后到山上继续实践。鲁班和徒弟各拉一端，在一棵树上拉了起来，只见他俩一来一往，不一会儿就把树锯断了，又快又省力，锯就这样发明了。在鲁班之前，肯定会有不少人碰到手被野莫划破的类似情况，为什么单单只有鲁班从中受到启发，发明了锯，这无疑值得我们思考。大多数人只是认为这是一件生活小事，不值得大惊小怪，他们往往在治好伤口以后就把这件事忘掉了。而鲁班却有比较强烈的好奇心和正确的想法，很注意对生活当中一些微小事件的观察、思考和钻研，从中找到解决问题的方法和思路，甚至获得某些创造性发明。这告诉我们一个道理，留意生活中许多不起眼的小事，勤干思考，会增长许多智慧。 锯发明以后，鲁班又发明了许多木工工具，古书对此有很多记载。

纵观千百年采的科学技术发展史，那些定理、定律、学说的发现者、创立者，差不多都很注重从细小的、司空见惯的自然现象中看出问题，追根溯源，终于把“？”拉直，变成“！”，找到了真理。

就拿洗澡来说，这是一件非常普通的事情。然而，美国麻省理工学院机械工程系的系主任谢皮罗教授，却敏锐地注意到：每次放掉洗澡水时，水的漩涡总是朝逆时针方向旋转的。这是为什么呢?谢皮罗紧紧抓住这个问号不放，进行了反复的实验和研究。1962年他发表论文，认为这种漩涡与地球的自转有关，如果地球停止旋转，就不会产生这种漩涡。由于地球不停地自西向东旋转，而美国处于北半球，便使洗澡水的漩涡朝逆时针方向旋转，北半球的台风也是朝逆时针方向旋转，其道理与洗澡水的漩涡是一样的。他还断言，如果在南半球，洗澡水的漩涡将向顺时针方向旋转，在赤道，则不会形成漩涡。他的这种见解，引起各国科学家的极大兴趣，他们纷纷在各地实验，结果证明谢皮罗的结论完全正确。

无独有偶。在60多年前，一位名叫密卡尔逊的生物学家，发现美国东海岸和欧洲西海岸同纬度的地区都有一种蚯蚓，而美国西海岸却没有这种蚯蚓。这是为什么呢?这个疑问，引起了当时正在研究大陆和海岸起源问题的德国地质学家魏格纳的注意。魏格纳认为，那小小的蚯蚓，活动能力有限，无法跨跃大西洋，它的这种分布情况，正好说明欧洲大陆和美洲大陆本采是连在一起的，后采裂开分成了两个洲。他把蚯蚓的地理分布作为例证之一，写进了他的名著《大陆和海洋的起源》一书。

最有趣的是一位奥地利医生，他看到儿子睡觉时，眼珠子忽然转动起来。他感到奇怪，连忙叫醒儿子，儿子说他刚才做了个梦。这位医生想，眼珠子转会不会与做梦有关?于是，他以儿子、妻子、邻居为实验对象，进行了反复的观察实验，最后写出论文，指出当人的眼珠子转动时，表示睡觉者正在做梦。如今，人们研究梦的生理学，便用眼珠子转动的次数、转动的时间，测量人做梦的次数、梦的长短。

洗澡水的漩涡、蚯蚓的分布、睡觉时眼珠子的转动，这些都是很平常的事情。然而，善于“打破砂锅问到底”的人，却从中有所发现，有所发明，有所创造，有所前进。

科学史上，这样的事例岂止三个?它说明科学并不神秘，真理并不遥远，只要你见微知著，那么，当你解答了一百个问号之后，必能发现真理。

一直以来就有一个?科学的尽头是神学?的传说，大意是?当科学家们历尽千辛登上科学的顶峰时，却发现神学家们早已在那里恭候多时了?，所以无一例外，牛顿和爱因斯坦都在晚年时都投入了神学研究，而且这个传闻由来已久，那么真的是这样吗？

牛顿和爱因斯坦的宗教观

牛顿是公认的近代科学开创者，1687年出版的《自然哲学的数学原理》中万有引力和三大运动定律的发布，震惊了当时的?科学界?，万有引力将天体的运动和地球上的自由落体运动统一了起来，三大运动定律将日常运动归纳总结，除此以外牛顿还在光学和数学比如微积分，甚至在统计学中都有着高山仰止的成就，开创了煌煌300年的经典力学时代！但各位要了解的是，牛顿除了是一位伟大的科学家以外，他更是一位顶尖的炼金术士！

牛顿当时在科学上的成就无人能及，但如果按时间占比计算，科学只是他生活中的一小部分，他主要的时间和精力都投入了炼金术和神学，甚至为此都写下了100万字的手稿！牛顿的专家罗布?艾利夫说，牛顿对炼金术的投入，不仅仅是兴趣那么简单，甚至可以说牛顿是主业是炼金术，科学研究只是业余爱好，甚至他将科学研究也用到了炼金术里面。

美国化学遗产基金会收藏的牛顿炼金术手稿

牛顿不仅是炼金术士，也是神秘团体玫瑰十字会的成员，并且研究灵数学、占星学等神秘学科！不少研究牛顿的专家都猜测，牛顿研究行星运动的最初动力，是为了占星?因为他要绘制较古代更为精确的星盘。

但如果就此否定牛顿就错了，牛顿的时代里炼金术和神学那不过普遍思想而已，而牛顿自家就有两个神学为职业的亲戚，而当时的社会则是神学思想极度泛滥时期，牛顿想要脱离这个时代是不可能的！很好奇的是，牛顿怎么就从炼金术和占星术中总结出了科学思想，这是一颗什么样的脑袋？实在是匪夷所思！

所以牛顿是一个探索者，一个天才，难能可贵的是他同时具有理性的光辉，在他身上炼金术士、秘术知识得到了完美和谐的统一！顺便提一下，现当代工业中不可或缺的化学发展和炼金术有着千丝万缕的关系！

爱因斯坦相信上帝吗？

与牛顿相信炼金术和神秘论不一样，爱因斯坦是一个绝对的无神论者！爱因斯坦是犹太人，因此从出生开始就得无条件信奉犹太教，但你不要就此认为爱因斯坦是一个犹太教徒，他在自传中称自己在12岁时就失去了宗教信仰，并且认为宗教对人类而言只是一个不负责任的谎言！

爱因斯坦不相信人格化的上帝，他曾多次说过，在他看来人格化的上帝的想法是幼稚的！在回答美国犹太领袖拉比赫伯特?高德斯坦的问题时，他回答道：?我相信斯宾诺莎的神，一个通过存在事物的和谐有序体现自己的神，而不是一个关心人类命运和行为的神。? 他称自己是一个不可知论，因为爱因斯坦认为人类对自然以及本身知之甚少，他个人更喜欢保持持谦逊的态度！

巴鲁赫?斯宾诺莎是西方哲学史上重要的理性主义者，他与笛卡尔和莱布尼茨齐名！斯宾诺莎是一位一元论者或泛神论者。他认为宇宙中只有一种最高实体，而上帝和宇宙是同一回事！并且这是他通过逻辑推理得到的！他同时认为人类的智慧是最高实体智慧的组成部分，而每个事件都有内在因！其实到了斯宾诺莎这种绝对理性主义的层次，上帝就是浮云！

爱因斯坦不止一次提到媒体断章取义他的讲话而定义他是一个虔诚的教徒，而且他还专门为此发表声明！

你们所读到的所有关于我的宗教观的信息就是个彻头彻尾的谎言。我不相信人格化的上帝，而且都表达得很清楚。如果在我的内心有什么能被称之为宗教的，那就是对于我们的科学所能揭示的世界，对于这世界结构的我保持无垠的敬仰。

但很好玩的是，爱因斯坦曾经不止一次的提到?上帝不掷骰子?，而且还称?上帝是一个慈祥的老头子?，或者有时候就直接以?老头子?来称呼上帝，从这一点你也不难可以看出，他对上帝的态度是揶揄，而不是作为一个教徒的敬畏！

科学家真的不信神学吗？

牛顿是局限于时代，而爱因斯坦则是一个坚定的无神论者，那么到了现代，科学与科技已经触及到了社会方方面面，还有人相信科学家相信神学吗？答案可能会超出你的预料，有不少科学家是相信神学的，而且比例还不小！

1998年7月号《自然》期刊上有一篇有趣的文章，标题是《顶尖的科学家们依然不信有上帝》，看起来这是一篇在科学家中调查后没有人相信上帝的调查报告，但先不要急，因为凡是调查报告，总有让你意想不到的结果！

调查范围是美国科学院517名生物和物理专业的院士，调查问卷的回收率超过50%，其中有72.2%的比例表示自己完全不相信任何超自然现象以及人格化的上帝！可以认为这些科学家是鉴定的无神论者！而20.8%的科学家则选择了不可知论，有点类似于爱因斯坦持有的?不可知论立场?，但爱因斯坦的?不可知论?立场是?对宇宙谦逊的态度?！

最后令人大跌眼镜却又不出意外的是有7%的科学家选择相信人格化的上帝，也就是这些科学家有确定的宗教信仰，毕竟上帝是部分宗教里的灵魂人物！

因此科学家都相信神学，那绝对是个谎言，当然也不能说所有的科学家都不相信神学！但有资料表明，有宗教信仰的科学家比例正在下降，未来的趋势正走向科学家都不相信神学！科学并不能解决一切，但除了依托科学这个工具外，我们还能依靠什么？这个300多年前发明的工具，将一直指导人类走向未来！

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