牛顿苹果故事真实吗

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例2   牛顿苹果故事真实吗？

                               （摘自《海外文摘》）

―般的教科书记载说：“牛顿是因为看到苹果落地的现象而启发了万有引力观念，并进而发现了万有引力定律。”这个故事真实吗？万有引力定律的发现是牛顿一个人的功劳吗？我们知道，牛顿逝世于1727 年3 月20日，而在他逝世之前并没有苹果落地故事的记载。牛顿逝世以后，有关苹果落落地故事才逐渐流传出来。

最详细记载这个故事的人是英国人布雷斯特，他于1831 年在《牛顿的生平》一书中又提到这一件事。后来，他在1855年又在《牛顿的生平、著作和发现的回忆》一书中提出此事。他是这样记载的：“苹果从沃尔斯索普的树上落下来，因而使牛顿想到这个问题。1814年，我在沃尔斯索普时，曾经看到这一棵苹果树，树的一部分已经开始枯萎，一部分树干已脱离树根。到1820 年，这一棵树已经完全腐朽而倒下去了。这一棵树的标本后来由伊· 特纳小心地保存着。” 关于伊·特纳保存这一棵树的标本的故事，是他的曾孙在1939 年告诉塔仑兹的。他的曾孙说，他的曾祖父伊·特纳到沃尔斯索普村牛顿的故居时，看到在原来枯死的苹果树的地方又补栽了新的苹果树，而且补栽的苹果树已经结果了。至今，在英国仍有许多观光客到牛顿故居瞻仰这棵苹果树。

布雷斯特在牛顿的传记中，一方面记述了苹果落地启迪产生万有引力的思想，同时又对此表示怀疑。布雷斯特不相信苹果落地的故事是真实的，他认为在牛顿之前，已有不少科学家具有万有引力的观念，牛顿对此也应当知道的。也就是说，牛顿的万有引力观念可能来自前人。苹果落下是平常的现象，牛顿也可能看到苹果下落，但是苹果下落现象并不一定是启发牛顿发现万有引力定律的来源。布雷斯特在书中还指出：苹果落地的故事又经过大名鼎鼎的格林和伏尔泰之口说过，在读者心目中产生较大的影响，并广为流传。格林是在牛顿去世那一年在《哲学原理》一书中谈到苹果落地的故事。他说：“有一天，牛顿在花园中思考问题，突然有一个苹果从树上落下来，使得牛顿想到万有引力定律。”可是格林却是从福克斯那儿听到牛顿苹果落地的故事。法国的伏尔泰也是从牛顿的外甥女凯瑟琳·巴沃那儿听来的。

在伏尔泰所著的《哲学通信》（发表于1733年）中，对苹果落地的故事这样说：“1666 年，由于瘟疫流行，牛顿回到剑桥大学附近的故居。有一天，他在花园中散步，看到一个苹果从苹果树上落下，这样使得牛顿想到许多科学家所研究而未获突破的重力起源问题。”伏尔泰认为牛顿在自然科学方面有很多贡献，而且对法国有很大的影响，所以应该把牛顿的创见介绍到欧洲大陆来。这就是伏尔泰在《哲学通信》和《牛顿哲学思想》两本书里，以大量的篇幅介绍引力理论的道理，同时也转述了苹果落地的故事。因此，苹果落地的故事也由英国传到欧陆，成为家喻户晓的科学佳话。

在牛顿逝世后不久，斯图克莱在他所著作的《牛顿的生平传记》一文中写道：1726年4月15日，我到牛顿的寓所去拜访他，和他在一起待了一整天。在谈话中，他向我谈起苹果落地的事。他说：“有一天，他在花园里思考引力问题的时候，一个苹果从树上落下来。这时候，他就想，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他们的质量。这个力，我们称之为引力。”斯图克莱是牛顿的好朋友，他所记述有关苹果落地的故事比较完整，而且和格林、伏尔泰不同的是，斯图克莱是直接从牛顿那儿引述的，而格林和伏尔泰则是从别人那里听来的。这是科学史上第一次直接来自牛顿的苹果落地故事，因此具有很大的权威性。然而仍然有不少疑点存在，即：为什么牛顿在生前没有有关苹果落地的故事？为什么牛顿本人从没有在公开场合说过这种故事？为什么当时许多科学家或者牛顿的朋友都没有听过苹果落地的故事，而在牛顿逝世后才逐渐传出来呢？所以其真实性值得分析研究。

事实上，早在牛顿之前，已有不少科学家研究引力问题。1625年，天文学家开普勒发现了行星三运动定律，但是只对运动给出了简单而精确的描述。对于什么原因使行星环绕太阳作椭圆轨道运动，他没有做充分而有力的解释，他仅指出，支配行星环绕太阳作椭圆轨道运动的力来自太阳，他并认为这个力随距离的增加而减少。开普勒的见解已有一点万有引力的观念。他认为太阳和行星之间也有引力，不然的话，地球上的海水岂不是会被月球吸走了。只是开普勒忽略了伽利略关于物体具有惯性的见解，误认为需要不断地对运动物体施加推动力，才能使其保持运动。

荷兰物理学家惠更斯于1659年，也就是牛顿发现苹果落地传说之前7年，也提出万有引力概念。牛顿临终前曾经说过：“如果说我比笛卡尔看得远一点，那是因为我站在巨人的肩上。”表示他不忘记前人对他成果的贡献。总之，万有引力定律的发现，无疑是在许多前人——哥白尼、伽利略、开普勒、惠更斯、胡克等的研究成果上，加上牛顿本人在天文学、变量数学等多方面研究的基础上取得的成果。万有引力定律观念早在牛顿之前已有萌芽，故绝不是牛顿一人的功劳。苹果落地的故事，可能真有其事，也可能是虚构的。即使是真有其事，它也不过是一个伟大发现的标志而已，绝不能说牛顿是因为看到一个苹果落地才想起万有引力的定律。