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神奇的引力


  无论是“地心说”还是“日心说”,都是在描述宇宙中各天体之间的关系,而在这些复杂的天体中,人类赖以生存的大地是个什么模样呢?

  古希腊数学家毕达哥拉斯(前582—前500)认为,宇宙中最完美的形式是球形,而人类居住的大地应为球形,大地只有呈球形才能适应“宇宙和谐性”和“数”的需要。他还观察到:下落的水滴、油滴在空中呈球状,荷叶上的水滴呈球形,受热蒸发后又冷凝的水滴也呈球形等等,所以,他是最早提出大地是球形观点的人,虽然含有主观臆想成分,但也不排除是在哲学思想指导下有一定实践依据的推导。

  古希腊著名的哲学家柏拉图(前428—前348),则第一个公开发表了“地球”这个概念,他说地球位于宇宙中心,许多天体环绕它做圆周运动。

  随后,柏拉图的学生、古希腊哲学家、科学家亚里士多德(前384—前322),用科学的方法证明大地是球形的。他观察发现,一个人站在海岸上看着远去的帆船,当船身已经看不见时,仍能看见船的桅杆在水面上,这说明海洋的水面不是平面,而是弯曲的。他在观察月食时指出,月食是由于地球挡住了太阳光,地球的阴影掠过月亮表面时引起的,这时掩住月亮的地球的影子总是圆弧形的,可见地球本身也是圆形的。亚里士多德从而成为了地球概念的真正奠基人。

  亚里士多德确立大地球形观点是对天文学的重要贡献,但在当时没有多少人相信,人们总是反问:如果地球是圆的,那么住在地球另一端的人头总是向下,他们怎么走路呢?不都掉下去了吗?亚里士多德无法回答这些问题。

  回答这些问题的人在17世纪出现了,他就是英国著名的物理学家牛顿。

  1665年,23岁的牛顿从剑桥大学三一学院毕业后留在了大学研究室,他的全部身心都被对物体运动原因的探究占据着。

  在回家乡度假的一天晚上,沉思中的牛顿散步来到自家后院的苹果园里,苹果树上挂满了成熟的苹果,空气中充满了沁人心脾的果香。突然,树上一颗熟透的苹果被风吹落在地上。牛顿的思路一跳:咦!苹果为什么不往天上掉?难道是地球的引力在吸引着它?他立刻进行了大胆的联想:一个人站在山崖上,把一块石头轻轻地抛出,石头就会落到不远处的地上;如果他用的力更大,石头就会落得更远更快;还可以推测,若发力足够大时,这石头将不再落到地面上,而是围绕地球旋转起来;要是地球没有引力,这石头就会朝着他抛出的方向照直飞去……

  牛顿进而想到月球以一定的距离绕地球运动,是因为月球一方面由于惯性引起的直线运动,另一方面是存在把月球拉向地球的运动。后一种运动显然是受到地球的吸引作用,这两方面的运动,使月球不断改变方向,围绕地球运动,从而证明了维持月球做圆周运动的力就是地球的引力。他还进一步推论,一切行星或物体之间都有引力存在,这就是著名的万有引力。地面上两物体之间的万有引力都很小,人们看不出相互吸引的情形,可以不加考虑,但对质量非常大的地球来说,这个力就很大,它把人类和地面上的一切,都牢牢地吸引在地球上。牛顿从理论上解除了困扰人们一千多年的人头朝下和人会不会掉下去的疑虑。

  伟大的牛顿,以敏锐的眼光,从人们熟视无睹的苹果落地的现象中,捕捉到了科学的真理之光。他证实了哥白尼的日心说,宣布了哥白尼学说的最后胜利。

  地圆说最早产生于公元前,而被人们接受却经历了漫长的时间,世界上第一个地球仪的诞生,加速了地圆说的流行。

  大约在1483年,德国纽伦堡制图中心的一名叫马丁·贝海姆的青年,为了搜集葡萄牙探险资料,制作新的海图,来到葡萄牙里斯本,受到国王的欢迎。这期间,发现新大陆的探险家哥伦布正向葡萄牙国王提出西航东方的“印度计划”,使贝海姆有机会直接或间接地接触和熟悉哥伦布西航印度方案的记录材料,同时受到葡萄牙皇家海事委员会关于“如果在一个圆球上标明海路就会更加清楚明白”的启发,贝海姆回到纽伦堡以后,就立即着手制作地球仪,到1492年,也就是哥伦布“西航印度”那一年,他完成了一座直径20英寸的地球仪。

  马丁·贝海姆制作的地球仪第一次将立体的地球缩影直观地呈现在人们面前,对人类认识地球是个不小的贡献,而航海家斐迪南·麦哲伦的环球航行更是用实践证明了地圆说。

  1519年9月20日,在西班牙国王的资助下,麦哲伦率领探险队从西班牙出发,越过大西洋,沿巴西海岸往南航行,寻找通往太平洋的海峡。

  1520年10月,南美洲春意盎然,艰辛漂泊了一年的船队经过一个雄伟的海角,在海角的后面发现一个小湾的入口,两岸耸立着参差不齐被冰雪覆盖着的山峰,麦哲伦判断这是海峡,便派两条船前去勘察,很快传来喜讯,他们真的发现了海峡。麦哲伦热泪盈眶,跪在甲板上感谢上苍,接着带领船队驶入人迹未至的海峡。这海峡迂回曲折,深浅不一,支流交错,地形复杂,小岛星罗棋布,浅滩比比皆是,并且时时狂风大作,巨浪滔天。他们的船队虽然笨重,船员疲惫不堪,但还是凭着高超的驾驶技术胜利地穿过了海峡。在穿越海峡的途中,他们发现海峡南岸白天一片烟雾,晚上常有篝火,麦哲伦便称其为火地,这就是火地岛名称的由来。后来人们才知道这种现象是因为当时岛上居民还不知道生火,常燃篝火以存火种所致。

  1520年11月28日,麦哲伦船队冲出这从未有人经过的海峡,进入了太平洋。这条海峡被后来人命名为“麦哲伦海峡”。

  这浩瀚的大洋大大的出乎麦哲伦的意料。船队进入大洋后已在水波不兴的海面上航行了上百天,却始终未见到陆地的影子。由于一路上风平浪静,麦哲伦给大洋起名为“太平洋”。

  太平洋上的日子并不太平,一味的平静加上单调的生活不亚于某种残酷的刑罚,更严重的是粮食储备急剧减少,坏血病逐渐蔓延,许多船员死去,剩下的船员们在饥饿和病痛中度日如年。1521年3月6日,西边地平线上终于出现了马里亚纳群岛,水手们鸣枪示意,庆幸绝处逢生,他们登上了群岛中的关岛。

  不幸的是,麦哲伦在一次帮助当地统治者打击敌对方的战斗中,中箭身亡。

  剩下的船员渡过印度洋,绕过好望角,于1522年9月6日,回到了阔别3年的西班牙,成为人类第一批环绕地球一周的人。麦哲伦也因此成为名垂青史的航海家。

  至此,地圆说才真正地在全世界广泛传播,被人类完全接受,“地球”这个词也有了确凿无疑的意义。

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