其他
关于牛顿的苹果,人们误会了什么?| 返朴
The following article is from 返朴 Author Rose Villatoro
关注风云之声
提升思维层次
导读
故事往往缺少了那个真正让牛顿发生“尤里卡”的思考:地球也被苹果吸引而移动。对于公众来说,牛顿其人最大的影响力不仅在于众所周知的几条定律,还在于一个与之相配的苹果传说。在最通俗的演绎里,故事的核心是牛顿看到苹果落地(或者被砸到了头),由此启发他认为苹果下落与月球围绕地球运动背后的道理相同,之后便得出了万有引力定律……实际上,这则规律是牛顿对物质世界深刻思考并发展数学工具得出的,实乃非人之杰作。而为了向后人,尤其给孩童来介绍牛顿,带有传奇色彩的苹果故事成了不二选择。可是,这则趣事里,往往失去了一个关键的问题:为什么苹果下落就能启发牛顿?甚至诸多段子引述成“为什么你被某物砸过只会感到疼”。这是因为,故事往往缺少了那个真正让牛顿发生“尤里卡”的思考:地球也被苹果吸引而移动。
翻译 | 二维
一天,年轻的牛顿坐在他院子里的苹果树下,看到一个苹果掉到地面上——某些版本中,为了达到幽默的效果,说他被掉下的苹果砸晕了脑袋。作为一个非常聪明的,也许轻微脑震荡的思想者,牛顿对这个日常现象背后的原因产生了兴趣。就那么一刹那,他领悟到,肯定有某种力将苹果拉向大地。他称这种力为引力,并用一个简单而令人难忘的格言来描述其原理: 有上必有下(What goes up must come down)。故事通常就在那儿停住了,太短了——几乎没有说出任何有意义的事情。
当然,我并不是建议让一年级学生从数学公式和平方反比定律入手,但是上面的故事中缺少一个关键要素:那就是学习、发现中的愉悦和快感来自于“咔哒”的灵光乍现,是建立某种精神层面的行为。当你用一种不同的方式看待某些熟悉的事物,或者用全新的观点对待一些奇怪的事情使其变得熟悉,才会有那种感觉。在上述故事的中,没有任何 “咔哒”的灵光乍现——只是多了一个词汇,并导致定义陷入循环链:重物由于重力而被拉下来,重力是质量的属性,质量是……好吧……重物,除非你想直接跳到 E = mc2。
那么,对于年轻的牛顿,那个“咔哒”一点在哪里呢?他的深刻见解在哪?据记录,那个男人自己说,他的“尤里卡”时刻确实是在苹果从树上掉下来之后才来的。那么,他通过什么样的脑回路,见证这一平凡的现象,并在其中看到了适用太阳系的定律?
答案在以牛顿名字命名的另一条定律中,也是一条简单的法则,就像“有上必有下”一样简单并难以忘记 :每个动作都有等价相反的动作。就像在中学物理课上学的,你推开某人,你自己也被推开了。
如果我们用这个例子作为故事的开头,可以在介绍牛顿并讲述他的其他贡献的背景下进行,那么聆听者不仅可以欣赏牛顿的天才,而且甚至自己可以做出那个飞跃。当我们再讲述牛顿看到苹果从树上掉下来的故事时,就可以向听众提问一个牛顿绝对会会问自己的问题:“将苹果拉到地球上的相反动作是什么?移动它的反作用力来自哪里?”
答案是整个星球都在移动,无论在多么微小,地球向着苹果移动了——随之而来的是脑海中震耳欲聋的“咔哒”鸣响。对于牛顿而言,这个简单的想法令他茅塞顿开,打破了空间参照系的大门,尽管这扇门为我们日常生活提供了很好的帮助。原来的框架中,上和下是绝对的,而地球等效于平坦且不动的。而现在,把你的头调个方向,您会意识到向下只意味着朝向质量。突然之间,苹果和地球就不再是水果和天空了,它们只是悬挂在太空中的两个物体,彼此吸引。
这是理性和想象力的胜利,也是伟大思想诞生的典范。尽管寓言中的“尤里卡”时刻似乎突如其来的,但它必须建立在对整个系统的理解上,牛顿对力和运动的认识为他提供了打开新思维方式的钥匙。
当我第一次听牛顿苹果的故事时,这个故事有点古怪,而且令人困惑:牛顿被砸中了头,这激发了他给大家都知道的东西取个名字(万有引力)。但是,如果我们真的努力让自己站在他的位置上,我们就能看到牛顿顿悟的非凡之处,各个年龄段的听众也会受到鼓舞、启发、拓展思维。
原文链接:https://www.physicscentral.com/buzz/blog/index.cfm?postid=6134124980027342730
那些不被允许带娃领诺奖的科学家 | 返朴
20世纪最伟大生物学家:生物学研究有什么特别之处?| 返朴
中年失业、患癌,她用四十年逆袭拯救全人类,还培养了一个奥运冠军 | 返朴
AI精准预测蛋白质结构,结构生物学何去何从?| 返朴
李政道1979年回国讲学活动及其影响 | 返朴
背景简介:文章2021年1月20日发表于微信公众号 返朴 (关于牛顿的苹果,人们误会了什么?),风云之声获授权转载。 责任编辑:杨娜