有关科学发现的故事

牛顿——万有引力的发现



人们都知道从苹果落地中牛顿发现了万有引力定律的故事，其实那不过是法国启蒙思想家伏尔泰为宣传自然科学而编的故事。

在牛顿之前，人们已经知道有两种“力”：地面上的物体都受重力的作用，天上的月球和地球之间以及行星和太阳之间都存在引力。这两种力究竟是性质不同的两种力？还是同一种力的不同表现？牛顿在剑桥大学读书时就考虑起这个问题了。

牛顿23岁时，鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染，通告学生休学回家避疫，学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。他仍没有间断学习和对引力问题的思考。

那时，乡下的孩子们常常用投石器打几个转转，之后，把石头抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过，而牛奶不洒出来。

这一现像激发了牛顿关于引力的想像：“什么力使投石器里面的石头，水桶里的牛奶不掉下来呢？”这个问题使他想到开普勒和伽利略的思想。他从浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，广寒的月球，直至庞大的地球，进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。这对牛顿抓紧这些神奇的思想不放，一头扎进“引力”的计算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球和地球距离，由于引用的资料数据不正确，计算的结果错了。因为依理推算月球围绕地球转，每分钟的向心加速度应是16英尺，但据推算仅得13．9英尺。在失败的困境中，牛顿没有灰心，反而以更大的努力进行辛勤的研究。

1671年，新测量的地球半径值公布了。牛顿利用这一数据重新检验了自己的理论，同时，还利用他自己发明的微积分处理了月一地关系中不能把地球看作质点时，重力加速度的计算问题。有了这两项改进，牛顿得到了两个完全一致的加速度值。这使他认为，重力和引力具有相同的本质。他又把基于地面物体运动的三条定律（即牛顿三大定律）用于行星运动，同样得出满意的正确结论。

牛顿整整经过了7个春秋寒暑，到他30岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来，奠定了理论天文学、天体力学的基础。

万有引力定律的发现，宣告了天上地面的万物都遵循同一规律运动，彻底否定了亚里士多德以来宗教势力宣扬的天上地下不同的思想，这是人类认识史上的一次飞跃。









2、瓦特——发明蒸汽机



瓦特（1736～1819），英国著名的发明家，生于英国造船中心格拉斯哥附近的格林诺克小镇。他的父亲当过造船工人，祖父叔父都是机械工人，由于家庭的影响，瓦特从小就熟悉了许多机械原理和制作技术。

瓦特是一个智慧非凡的孩子，他勤奋好学，勇于探索，对发明创造最感兴趣。有一天父亲的朋友前来做客，正好看到小瓦特坐在炉子旁边发呆，手里拿着笔和纸，地上有许多画过的图。他好心地说：“小瓦特应该上学了，别光在家用玩耍来打发宝贵的时光了。”父亲莞尔一笑，说：“谢谢你，我的朋友。不过，你还是看看我的儿子在玩什么吧……”原来，小瓦特在设计各种各样的玩具，还画了许多图样，这年小瓦特才刚好6岁整，客人吃惊地说：“这孩子真了不起！”

又有一次，家里人全出去了，只留下瓦特一个看门。他呆呆地看着炉子上烧水的茶壶。水快烧开了，壶盖被蒸汽顶起来，一上一下地掀动着……他想：这蒸汽的力量好大啊。如果能制造一个更大的炉子，再用大锅炉烧开水，那产生的水蒸汽肯定会比这个大几十倍、几百倍。用它来做各种机械的动力，不是可以代替许多人力吗？这就是后来人们传说中的“瓦特发明蒸汽机”的故事。小瓦特是这样设想过，只不过真正试制蒸汽机，却是后来的事情。

小瓦特为搞发明创造，发愤学习科学知识。他13岁开始学习几何学；15岁读完了《物理学原理》；17岁开始当学徒工。此后，他才真正投入了蒸汽机的研制和发明，一发而不可收。

1757年瓦特到格拉斯哥大学当教学仪器修理工。那里既有完备的实验设施和各种仪器，又有许多著名学者和专家，这些都给瓦特提供了极其有利的条件。学校还专门为他创办了实验车间。1769年，瓦特在大量试验的基础上，经过了无数次失败，终于制成了一台单动式蒸汽机，并且获得了第一台蒸汽机的专利权。1782年瓦特又研制成功一种新式双向蒸汽机，并且可以广泛地应用在各种机器上；1788年，英国政府正式授予瓦特制造蒸汽机的专利证书；从1775年到1800年，瓦特和波尔顿合办的苏霍工厂，就制造出183台蒸汽机，全用于纺织业、冶金业和采矿业，到了19世纪30年代，蒸汽机推向了全世界，从此人类社会进入了“蒸汽时代”。造福于人类的发明家——瓦特永远被后人敬仰。