牛顿的苹果与永不落的月亮

在英国剑桥大学的博物馆里保存着一段树干。据说，这就是世代相传的牛顿传记中最著名的“苹果落地”故事那棵苹果树的树干。人们保存它，是为了纪念这位伟大的科学家。

相传，在 1666 年秋天的一个傍晚，年轻的牛顿正在家乡苹果园的树下读书。忽然，一阵微风吹来，一只熟透的苹果掉在了牛顿的面前。望着落地的苹果，牛顿陷入了沉思：苹果为什么会落地？月亮为什么不会从天上掉下来呢？地球将苹果往下拉的这种力会不会控制月球呢？当时开普勒行星运行三定律已经逐渐被人们接受。牛顿就利用这些定律来研究苹果与月亮，思考着“在多大的高度内重力起作用？”“重力的作用在什么情况下会消失？”牛顿由地球的吸引力着手研究，终于发现了“万有引力定律”，解开了“月亮不落”之谜。

根据“万有引力定律”，一切物体相互之间都有吸引力。如果我们用一根绳子拴住一重物，我们手拿绳子另一端抡起重物，该重物就会绕着手旋转。手借助绳子对石头有个拉力，而旋转的重物又产生一种惯性离心力，这两力是均衡的。地球与月亮之间的“绳子”就是“万有引力”。地球对月球的吸引力与月亮旋转而产生的惯性离心力相平衡，月亮就不会掉到地球上来了。

同样，地球围绕太阳旋转，尽管地球与太阳之间以 350 亿亿吨的力互相吸引着，但地球绝不会掉向太阳。其他八大行星与太阳之间的相互吸引也是同理。