牛頓和萬(wàn)有引力與光的故事

牛頓二十三歲時(shí)，鼠疫流行于倫敦。劍橋大學(xué)為預(yù)防學(xué)生受傳染，通告學(xué)生休學(xué)回家避疫，學(xué)校暫時(shí)關(guān)閉。牛頓回到故鄉(xiāng)林肯郡鄉(xiāng)下。在鄉(xiāng)下度過(guò)的休學(xué)日子里，他從沒(méi)間斷過(guò)學(xué)習(xí)和研究。萬(wàn)有引力、微積分、光的分析等發(fā)明的基礎(chǔ)工作，都是這個(gè)期間完成的。

那時(shí)，鄉(xiāng)下的孩子是常常用投石器打幾個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)之后，把石拋得很遠(yuǎn)。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉(zhuǎn)過(guò)，而牛奶不掉下來(lái)。

這些事實(shí)使他懷疑起來(lái)：“什么力量使投石器里面的石頭，以及水桶里的牛奶不掉下來(lái)呢？對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，廣寒的月球，直至龐大的地球，進(jìn)而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這時(shí)，牛頓一頭扎進(jìn)”引力“的計(jì)算和驗(yàn)證中了。牛頓計(jì)劃用這個(gè)原理驗(yàn)證太陽(yáng)系各行星的行動(dòng)規(guī)律。他首先推求月球距

地球的距離，由于引用的資料數(shù)據(jù)不正確，計(jì)算的結(jié)果錯(cuò)了。因?yàn)橐览硗扑阍虑驀@地球轉(zhuǎn)，每分鐘的向心加速度應(yīng)是十六英尺，但據(jù)推算僅得十三點(diǎn)九英尺。在失敗的困境中，牛頓毫不灰心和氣餒，反而以更大的努力進(jìn)行辛勤地研究。整整經(jīng)過(guò)了七個(gè)春秋寒暑，到三十歲時(shí)終于把舉世聞名的”萬(wàn)有引力定律“全面證明出來(lái)，奠定了理論天文學(xué)、天體力學(xué)的基礎(chǔ)。

這時(shí)期牛頓還對(duì)光學(xué)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了顏色的根源。一次，他在用自制望遠(yuǎn)鏡觀察天體時(shí)，無(wú)論怎樣調(diào)整鏡片，視點(diǎn)總是不清楚。他想，這可能與光線的折光有關(guān)。接著就實(shí)驗(yàn)起來(lái)。他在暗室的窗戶(hù)上留一個(gè)小圓孔用來(lái)透光，在室內(nèi)窗孔后放一個(gè)三棱鏡，在三棱鏡后掛好白屏接受通過(guò)三棱鏡折進(jìn)的光。結(jié)果，大出意外，牛頓驚異地看到，白屏上所接受的折光呈橢圓形，兩端現(xiàn)出多彩的顏色來(lái)。

對(duì)這個(gè)奇異的現(xiàn)象，牛頓進(jìn)行了深入的思考。得知光受折射后，太陽(yáng)的白光散為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色。因此，白光（陽(yáng)光）是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七色光線匯合而成。自然界雨后天晴，陽(yáng)光經(jīng)過(guò)天空中余圍的雨滴的折射、反射，形成五彩繽紛的虹霓，正是這個(gè)道理。

經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究，牛頓指出世界萬(wàn)物所以有顏色，并非其自身有顏色。太陽(yáng)普照萬(wàn)物，各物體只吸收它所接受的顏色，而將它所不能接受的顏色反射出來(lái)。這反射出來(lái)的顏色就是人們見(jiàn)到的各種物體的顏色。這一學(xué)說(shuō)準(zhǔn)確地道出顏色的根源，世界上自古以來(lái)所出現(xiàn)的各種顏色學(xué)說(shuō)都被它所推翻。