第六章 引力(1/3)

1664年一颗拖着长长尾巴、明亮的慧星从英国夜空掠过。在中世纪时，关于慧星的传说都是不祥的征兆，因此慧星的出现引起了人们的惊恐，第二年一场大规模的瘟疫在英国爆发（后来我们知道瘟疫是淋巴腺鼠疫，这是一种由鼠疫杆菌造成并以跳蚤为载体的细菌感染），当年英国有超过8万人死于这次瘟疫之中，足足相当于当时伦敦人口的五分之一，瘟疫传播进入伦敦城区后，英国国王查理二世慌忙携带家人和宫廷逃到牛津郡避难，伦敦的富人们和各行各业也都纷纷撤离，当时伦敦市面上的商业活动基本陷入瘫痪状态。1665年整个夏天里伦敦疫症肆虐，当局采取的措施收效并不明显，根据记录伦敦的死亡人数不断攀升，从每星期1,000人升到每星期2,000人死亡，到了1665年9月以后，每周更有7,000人死于疫病之中。情况一直至到冬季降临后才有转变，死亡人数开始逐步放缓。1666年2月，国王查理二世认为首都的疫情已经受到控制，才与一众随行人员胆战心惊地返回伦敦。但实际上伦敦的鼠疫个案并没有完全停下来，而是持续不断地零星出现。直至1666年9月2日的伦敦大火摧毁了伦敦市中心的大部分地方，持续了4日4夜的漫天大火连伦敦地标圣保罗大教堂也烧掉，大约在同一时间，鼠疫疫情亦告彻底消失。

他沉严肃，瘦小的身体、白皙的皮肤和金色的长发更是让他看上去像个孩子，但此时22岁的牛顿已是剑桥大学圣三一学院三年级的学生。没错，他就是艾萨克?牛顿，17世纪人类最伟大的科学家，人类历史上屈指可数的几个科学巨人之一。月25日，艾萨克?牛顿出生在英国一个叫乌尔斯索普的小村子里，父亲在他出生前就去世了，他刚出生时极度衰弱，几乎夭折。三岁时母亲也重组家庭、弃他而去，直到11岁时才又见面，因此牛顿鄙视他的继父，缺少温情的童年让他将所有的热情给了科学。1661年，他进入剑桥大学的三一学院学习。1665年的瘟疫席卷伦敦，夺走了很多人的生命，在那段可怕的日子里，剑桥大学为预防学生受传染，通告学生休学回家避疫，学校被迫暂时关闭。牛顿也回到家乡林肯郡乡下，等待着席卷城市的病魔早日离去。但在乡下休学期间，他从没间断过学习和研究，他一生对万有引力、微积分、光的分析等发明的基础工作，都是在这个期间完成的。传说一天黄昏，牛顿正坐在果园树下看书，突然间“咚”的一声一个熟透的苹果从树上掉了下来。这件很平常的小事却触动了牛顿的思绪，他忽然想到：为什么苹果只向地面落，而不向天上飞呢？他萌发了一个大胆的科学假设：地球不仅吸引着苹果，也吸引着地球表面上的一切物体，而且它还吸引着遥远的月亮和其他星体。他认为这种吸引力可以达到很远很远的地方；但随着距离的增加，吸引力会逐渐减弱。牛顿为了验证自己的假定，他开始研究引力计算公式，同时计划用这个公式验证太阳系各行星的行动规律。他首先研究月亮的运动，并计算月球距地球的距离，由于引用的资料数据不正确，计算的结果错了。失败并没有让牛顿灰心和气馁，反而以更大的努力进一步地研究。他认真分析了哥白尼的日心说和开普勒的三定律，进而思考：行星为何绕着太阳而不脱离？行星速度为何距太阳近就快，远就慢？离太阳越远的行星，为何运行周期就越长？经过艰苦的计算，牛顿发现太阳的引力与它巨大的质量相关。由此牛顿进而揭示了宇宙的普遍规律：凡物体都有吸引力；质量越大，吸引力也越大；间距越大，吸引力就越小。经过七个春秋寒暑，在牛顿三十岁时终于把著名的“万有引力定律”全面证明出来，他首次将重力用数学公式证明出来。牛顿认为物质之间相互吸引，相互吸引力不但适用于硕大的天体之间，也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，牛顿的万有引力定律告诉人们，支配自然和宇宙的法则是很简单的。

1705年，著名的英国天文学家埃德蒙多?哈雷根据牛顿最新的万有引力定律推算出了1682年出现的一颗彗星的运行轨道，预测它约以七十六年为周期绕太阳运转，并算出这颗彗星下一次将在1758年回归，虽然哈雷于1742年去世，但这颗彗星却如期在1759年重新回来了，整个世界为之震动。为了纪念哈雷，人们用他的名字来命名这颗彗星。

“痛苦让人成长呀”，江南边看边想，“上天是公平的，夫欲成大事，必受其难！”

引力（ity）是指所有物质之间互相存在的吸引力，即万有引力，有时也称重力。引力是自然界中最普遍的力。在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力、电磁力合称4种基本相互作用。引力是其中最弱的一种，两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1/（的36次方），质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏/米的电磁力的1/（的9次方）。但引力对我们的作用还是明显的，在地球上无论我们用多大的力向上跳起最终都会落回地面，引力让我们牢牢地“粘”在地球表面。

“但引力其实也是弱小的，一块小磁石的磁力就可以让我的一整串钥匙抗拒引力，落不到地面上”江南有些不服气。

不过人类对引力的研究自牛顿以来的几百年间一直没有质的突破。