果真是苹果的功劳吗 牛顿力学与经典物理（一）

　　关于牛顿的重要发现——万有引力——有个流传非常广的故事。据说在秋季的一天，牛顿坐在苹果树下思考问题，这时一个熟透的苹果突然从树上落下，掉在牛顿的身旁，“是什么使苹果掉了下来呢？”牛顿问自己。“因为苹果的蒂离开了树枝，这样苹果便不能再挂在树上了。”这是他的第一个答案。“不过，为什么苹果不向其它方向运动，而偏偏向下降落呢？”牛顿提出了新的问题，对此，他想了很久，终于发现了万有引力。

　　牛顿发现万有引力，曾受到“苹果落地”这一现象的启发，这大约是事实。但从苹果落地只能推出“地心吸力”，而不可能证明存在着“万有引力”，更无法总结出万有引力的定量特性。事实上，万有引力定律的提出运用了许多科学方法，它的基础是观测数据。在推理过程中，分析、综合直至归纳法，都起了不小的作用，最后又应用了数学这定量工具。

　　让我们还是沿着牛顿的思路走上一圈，亲自体味一下在科技文化发展中科学方法所起的巨大作用吧！

　　让我们来到牛顿时代，看看那时人们在力学等方面已经具有哪些知识。首先，日心说已为人公认，不仅如此，开普勒已在行星观测基础上，建立起著名的行星运动三定律。一是行星轨道是个椭圆形，太阳所在位置是这轨道椭圆的一个焦点。此即椭圆路径定律。二是行星和太阳中心的连线在相同的时间内扫过相等的面积。此即等面积定律。三是行星绕日运动一周的时间（T）的平方和行星轨道的半径（R）的立方成正比。此称谐和定律。

　　其次，伽里略已总结出了自由落体定律：自由下落的物体，其速度和速度变化均与物体的质量无关；下落的速度和下落时间成正比，下落的距离则与下落时间的平方成正比。伽里略还把自由落体的起始点推到月球的高度，推算出物体若从月球高度落下。（当然不会考虑空气阻力），需经3小时22分4秒方能落至地面。

　　但伽里略并未在这里止步。他又探讨了向水平方向抛出的物体在地球引力下运动的轨迹，以及这轨道与平抛速度之间的关系，也就是说，伽里略的思想中也有这样的看法：一个物体绕地球运动，是因为一方面受指向圆心的力的作用，另一方面又有切线方向的速度。