倘若蘋果掉落,那麼月球是不是也掉落?《神的方程式》選摘(1)

2022-05-06 05:10

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他之所以能辦到這點,就靠導入力的概念。物體會動是由於它們被舉世通用的力所拉動或推動所致,而且這些力還能以數學方法精確測定(在那之前,有些神學家認為,物體是由於欲望才移動,因此物體掉落是由於它們渴望和地球結合所致。)

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牛頓導入了統一的關鍵概念。

不過牛頓是出了名的孤僻,從事的研究絕大多數他都守密不宣。他沒有什麼朋友,不懂得閒聊,而且經常沉溺與其他科學家針對他的發現進行優先權惡鬥。

作者認為,牛頓對基礎科學的貢獻,建立起英國工業革命的基礎。(取自維基百科)
英國科學家牛頓。(資料照,取自維基百科)

1682年時,一起轟動世界的事件改變了歷史的進程。一顆熾烈彗星飛越倫敦上空。從君主和女王到乞丐,全都就這則消息議論紛紛。它是從哪裡來的?它要往哪裡去?它預示什麼徵兆?

對這顆彗星投注關切的人士當中,有個人名叫愛德蒙.哈雷(Edmond Halley),他是個天文學家。哈雷前往劍橋和著名的牛頓見面,當時牛頓已經因為發展出光理論而享有盛名。(牛頓讓陽光射過玻璃稜鏡,顯示從白光可以分離出彩虹的所有色彩,從而證明白光其實是種複合色。他還發明了一款新型望遠鏡,使用反射鏡面,而不使用透鏡。)哈雷拿所有人都在談論的那顆彗星來請教牛頓,結果牛頓的說明讓他大吃一驚,牛頓竟然能夠證明,彗星都沿著橢圓形路徑環繞太陽,而且他還能使用他自己的重力理論,來預測它們的軌跡。事實上,他當時正使用他自己發明的望遠鏡來追蹤彗星,而且它們的移動也正與他的預測相符。

哈雷目瞪口呆。

他馬上意識到,自己正目睹科學的一個里程碑,於是他志願支付費用,出資印刷最後會成為所有科學學門的最偉大傑作之一,《自然哲學的數學原理》(Mathematical Principles of Natural Philosophy)或簡稱為《原理》(Principia)。

此外哈雷還得知,牛頓提出了預測,認為彗星有可能相隔固定時段回返,於是他計算出,1682年那顆彗星將在1758年回返。(哈雷的彗星一如預測,在1758年聖誕節飛越歐洲上空,協助在牛頓和哈雷死後鞏固了他們的聲望。)

牛頓的運動和重力理論,代表人類心智的最偉大成就之一。以單一原理統一了所有已知的運動定律。亞歷山大.波普(Alexander Pope)寫道:

自然和自然的定律藏身夜間:

神說,讓牛頓現身!

於是四處綻放光明。

就連今天,依然得靠牛頓的定律,航太總署的工程師才能引導我們的太空探測器飛越太陽系。

20220505-《神的方程式》立體書封。(時報出版提供)
《神的方程式》立體書封。(時報出版提供)

*作者為日裔美籍科學家,現為紐約市立大學理論物理學教授,當代物理大師,超弦論奠基者。本文選自作者著作《神的方程式:對萬有理論的追尋》(時報出版)。

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