聊聊狭义相对论-第2节
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月蘖凶锩衅群Γ钪召だ曰故悄烟幽歉鍪贝镉⑿鄣乃廾诩嗬沃卸裙簧�1642年1月8日与世长辞（而这一年，牛顿来到世上，而300年后的这一天，霍金降临；或许这是薪火相传吧，留下了科学史上的一段佳话。）。
话说伽利略开始支持“日心说”，到处去贴大字报——“支持‘日心说’是每个公民的权利和义务”“跟着哥白尼，永远闹革命！跟着哥白尼，世界一片红！”“以‘日心说’为纲”…… ：）
伽利略的望远镜，成为了其他天文学家有力的武器，他们纠集力量，坚持革命的方针，以“农村包围城市，群众包围教会”的路线，在人民群众中宣传“日心说”，向“统一战线”开火。
不管“地心说”还是“日心说”，都认为天体运行的轨道是绝对的圆周。但是，历史很快就翻开了新的一页。丹麦天文学家第谷毕其一生心血，筚路蓝缕，却没有真正见到他的观察数据放出光芒的那一天。（那个时代呀，搞科学……哎——）临终前，他把其所有的数据结果交给了一个从异国赶来求学的学生，这就是即将名垂青史的德国人开普勒。而历史也将证明，第谷没有看错人。开普勒踩在“巨人”的肩膀上，有了老师的一手资料，再加上他的出众的智慧，观测、计算、分析，以及非凡的数学能力，成就了他的辉煌。开普勒发现天体并非做圆周运动，而是做椭圆形运动！这样就向前大大迈进了一步。
之后，他还提出了后世以他的名字来命名的开普勒三定律，从而加入伽利略的行列，不仅支持“日心说”，还进一步完善了“日心说”。时代发展到了这时候，“日心说”已是进步的潮流，革命的思潮席卷大地，终归有一天，它将把“地心说”丢进历史的垃圾桶，将发出耀眼的金色光芒，将成为人类思想的主流，将成为人类思想的一笔财富。
历史又翻开了新的一页，物理学也匆匆向前发展。在伽利略的惯性定律的基础上，法国一位先锋笛卡儿又踏出了一大步。我相信，笛卡儿，大家一定是熟悉的，要是没了他，咱们就不用辛辛苦苦学习数学上那么boring的解析几何了，不是吗？（^_^）将直线变成方程，代数描述几何，就是由他一手建立的。这样一位天才，不仅数学上建树辉煌，后无来者，物理学上同样留下了他的印记。
关于笛卡儿，有这么一个美丽而浪漫的故事（关于这个传说，它几乎是不可信的，里面漏洞很多，可能是捏造的。不过，作为一个科学家的故事，它跟牛顿与苹果的故事一样，可以激起很多的震撼和感叹，它甚至可以吸引住人们，使大家喜欢上本来就枯燥的数学。从这个角度来说，它功德无量。这也是我要聊聊它的原因。对于那些希望究其虚实的朋友，可以在互联网上查找相关文章。）。
话说17世纪，黑死病噬虐法国，笛卡儿不得不逃离这个生他养他的国度，背井离乡，沦落到瑞典当乞丐。一日，在某个市场，有一群少女经过，其中一名少女发现他的口音不像是本地人，于是她对笛卡儿非常好奇，于是上前问他：“你从哪里来的啊？”“法国。”“那你是做什么的啊？”“研究数学的，数学家……”然而，这个少女不是别人，她叫克丽丝汀，18岁，是一个公主，她与众不同，相当喜欢数学。当她听了笛卡儿的介绍，非常惊奇和兴奋，于是把笛卡儿请入王宫，当她的老师。而笛卡儿将自己的心血解析几何，亲自传授给了克丽丝汀。俗话说“日久生情”，随着时间的推移，两个人竟然喜欢了对方！这对于皇室来说，是万万的不可以。一个金枝玉叶怎能嫁给一个穷困潦倒的数学家呢？
于是，生气的国王一怒之下，赶走了笛卡儿，并软禁了自己的女儿。笛卡儿回到法国，不久就染上了黑死病，他不断地给公主写信，但是，信件都被国王截收了，克丽丝汀实际上一直都没有看到笛卡儿的信。最后，在笛卡儿生命的最后一刻，他寄出了他的第13封情书，上面只有一条式子：
r=a（1…sinθ）
国王发现并不是一如往常的情话，很是奇怪。国王自然看不懂这条数学式，不过城里的所有科学家也都无人能够明白信的含义。于是国王无奈之下，把信交给了克丽丝汀。当克丽丝汀一看这封信时，高兴地跳了起来，因为她知道她的爱人还在想念她！
实际上，r=a（1…sinθ）这条式子是一条极坐标方程，正是笛卡儿的解析几何中的内容。笛卡儿把解析几何的知识教给克丽丝汀，当时可以说，也大概只有他们两个人精通，这也难怪其他的科学家无人能解，看来，笛卡儿没有看错人。而这一条方程，如果画成图像的话，它正是大名鼎鼎的“心脏线”。心！诸位，不用我说，你们也一定知道公主为什么那么高兴了吧！
多年后，国王驾崩，公主继位。当公主再派人去寻找笛卡儿的时候，笛卡儿早已由于黑死病魂归天国了，哎，
公主有情，
苍天无意。
两情长久，
情书玄机。
阴阳两隔，
世传佳迹。
这就是数学中著名的“第13封情信”的故事，现在，这封神奇的情书依旧保存在欧洲的笛卡儿的纪念馆里。或许，现在，笛卡儿正跟自己心爱的公主在那遥远的天国相聚吧，而这也给我们留下了一段浪漫而美丽的爱情故事。
要是说这封情书，那一定是世界上最有创意的情书。
要是说这个故事，那一定是世界上最能感人的故事。
是呀，数学也并不总是那么的枯燥无味，它还是挺甜美、感人的；数学式子也并没有那么的恐怕深奥，原来它还可以“情意绵绵”呀！
当我们在学习难懂的解析几何时，别忘记大师笛卡儿曾经给我们留下了一段动人肺腑的“梁祝”式的爱情佳话。让我们向他脱帽致敬！我们伟大的数学家！我们伟大的物理学家！我们伟大的旗手！我们伟大的先锋！我们伟大的王子！
我们来看看笛卡儿所留给物理学的一笔财富。
伽利略之前，所有的人们都支持亚里士多德关于物体运动的观点，那就是，力是维持物体运动的原因。打个比方说，网球被击出去后，之所以能够向前运动，是因为不断受到一个向前的推力。然而，到了伽利略后，他发起了挑战。他觉得亚里士多德的那个推力似乎不存在。通过他那经典的综合运用实验、思维结合数学的手段，提出了一个理想实验，从而指出原先运动着物体在没有受到力的情况下，将以恒定速率运动下去，力并非维持物体运动的原因。是的，这将是赫赫有名的惯性定律。在这里，伽利略的那个实验我就不说了，太逻辑的东西有时得花太多的时间，我们略过这个实验，也无大碍。
注意，伽利略只是指出物体以恒定速率运动下去，而没有说它的路径是怎样的，是直线的呢，还是曲线的？而笛卡儿留下的遗产就是解决了这个问题。他嘿嘿道：那个物体将以直线运动！
笛卡儿第一次较为完整地描述了惯性定律，在物理学史上留下了芳名，让后世瞻仰！
同一时期，荷兰物理学家惠更斯、英国物理学家胡克等人也进一步完善了完全碰撞、行星运动等等问题，使得物理学马不停蹄地奔向前方，即将迎来它第一次的空前大统一，绽放出绚丽多彩的光辉，谱写人类历史上壮丽的篇章！
好，大家都累了，请放下包袱，瞧，路边有一棵苹果树，我们到那树下去休息一会儿，后面的旅途将会更加刺激。
……
这是一棵苹果树，一棵特殊的苹果树。
这是1642年的圣诞节，一个特别的圣诞节。
（事实上，按照现代的日历，这一天应该是1643年1月4日，但是由于宗教的原因，当时英国依旧使用过去的历法，致使我们这一位伟人的诞生日受到了影响。不过，我们沿用旧历法。尊重伟人的时代，至少是我们对伟人的一点点致敬！）
一个小男婴在英国的一个名叫伍尔索普的小镇早产，当时，谁也不会想到，若干年后，竟有一个苹果砸在他的头上，使他发现了一些“酷酷”的东西。这位小男婴后来后来取了一个注定要震动世界、蜚声历史的名字——Issac Newton，艾萨克·牛顿。他就是我们这一章的主角。
小牛顿出生三个月之前，父亲就已经去世，其时他的生身父母结婚不过半年多。随后的母亲改嫁，小牛顿一直跟着外祖母长大。直到12岁那年，继父去世，小牛顿才回到母亲身边，却惊奇地发现自己多了三个弟妹。（诸位，见到了没有，逆境出人才呀！）
这一切不幸遭遇，给牛顿终身带来了极大的影响，使得他沉默寡言，性格怪癖，不讨人喜欢。
如果说小牛顿要填写作业本的话，那么封面大致该是这样：学校：外祖母小学；班别：一（1）班；姓名：艾萨克·牛顿。小牛顿的小学班主任是外祖母，毕业后，以全校第一名的“优异”成绩进入了格兰萨姆文科中学就读。
在这期间，他寄宿在一位药剂师的家里，不过牛顿并不因此而成为了一位郎中，而是从中阅读了很多书籍，并且“上”了挺多的物理、化学实验课。
但是，牛顿在学校里表现平平，甚至一度是班里的倒数第二，可以说，他更多的时间是花在了课外书籍和实验上。然而，一次他与一个欺负他的“小混混”干过一架之后，爆发了强烈的上进心，从此成绩一跃前茅（据说那个瘪三的实力比牛顿要强，但牛顿却赢了决斗，牛顿，牛！天才，牛！）。之后以优异成绩被荐入剑桥大学三一学院，开启了天才的世纪。
是的，历经千锤百炼，火凤凰终于要浴火而出！
去吧，牛顿！这是一个属于你的世纪，一个属于你的时代！
你将改变整个世界，改变整个科学史，改变整个人类历史！
1665到1666年间，剑桥发生了一场大瘟疫，学校被迫停课。牛顿也因此回到外祖母的小村庄那里。事实证明，在某种程度上，我们应该感谢那一场灾难，正是在这18个月里，牛顿在闲适的生活中度过了他一生中最具创造力的时间，创造了一个奇迹年。
牛顿先后主动出击，将万有引力定律、光的色散现象收入囊中，并把微积分的发明权挂到自己的名下，我们来看一下：
1665年初，发现逼近级数法；
1665年5月，发现切线方法；
1665年11月，得到直接流数法；
1666年1月，提出颜色理论；
1666年5月，反流数方法；
1666年，万有引力定律初步形成；
……
伟大的天才，伟大的发现！
致敬！
在这里，我们要说的是万有引力，也就是那个“酷酷”的东西。
苹果的故事现在几乎可以认为是假的，但是，无可否认，它给我们带来极大的神往和鼓舞，激励着一代又一代的朋友勇往直前。历史固然重要，但是，我们一样需要科学的鼓舞和神圣。我们姑且抛开其真伪，一起来回味一下。
话说一日，牛顿坐于苹果树下，苦苦思索一些物体运动的问题。突然，一个熟透了的苹果从树上掉了下来，不偏不倚正好砸在牛顿的头上，这一砸可不得了！砸他个灵光顿闪：为什么苹果会掉下来，而不是飞天上去呢？
为什么月亮不会像苹果那样掉下来呢？
要是树长到月亮那么高，苹果还会掉回来吗？
苹果跟月亮背后有什么联系吗？
或更甚一步，地上的物体跟天上的物体背后有什么联系吗？
……
（天才就是与众不同，换成是我——哪个兔崽子砸老子！……不过说真的，跟大家一个样，就不叫天才了，不是吗？成为天才的首要条件——与众不同！）
这是一个阳光明媚的下午，在苹果树下，牛顿豁然开朗。“我开始想到引力延伸到月球轨道，并且由开普勒定律、行星运动周期倍半正比于它们到轨道中心距离，我推导出使行星维系于其轨道的力，必定反比于它们到其环绕中心距离的平方。因而，对比保持月球在其轨道上的力与地球表面上的重力，我发现它们相当相似。”牛顿后来如是说。（引自《自然哲学之数学原理》）
“站在巨人的肩膀上”，牛顿创造性地发现了万有引力，即任意两个有质量的物体之间都存在相互吸引的力。
1687年，人类应当用黄金来书写的一年。
这一年，牛顿出版了他的光辉巨作——《自然哲学之数学原理》。
在这一元典中，他提出了奠定经典力学基础的牛顿运动三大定律以及万有引力定律。
关于牛顿
