【種花家務·物理】1-13-01行星的運動『數理化自學叢書6677版』
【閱前提示】本篇出自『數理化自學叢書6677版』,此版叢書是“數理化自學叢書編委會”于1963-1966年陸續(xù)出版,并于1977年正式再版的基礎自學教材,本系列叢書共包含17本,層次大致相當于如今的初高中水平,其最大特點就是可用于“自學”。當然由于本書是大半個世紀前的教材,很多概念已經與如今迥異,因此不建議零基礎學生直接拿來自學。不過這套叢書卻很適合像我這樣已接受過基礎教育但卻很不扎實的學酥重新自修以查漏補缺。另外,黑字是教材原文,彩字是我寫的注解。
【山話嵓語】『數理化自學叢書』其實還有新版,即80年代的改開版,改開版內容較新而且還又增添了25本大學基礎自學內容,直接搞出了一套從初中到大學的一條龍數理化自學教材大系列。不過我依然選擇6677版,首先是因為6677版保留了很多古早知識,讓我終于搞明白了和老工程師交流時遇到的奇特專業(yè)術語和計算模式的來由。另外就是6677版的版權風險極小,即使出版社再版也只會再版80年代改開版。我認為6677版不失為一套不錯的自學教材,不該被埋沒在故紙堆中,是故才打算利用業(yè)余時間,將『數理化自學叢書6677版』上傳成文字版。??
第十三章萬有引力定律
【山話||? 本系列專欄中的力單位達因等于10??牛頓;功的單位爾格等于10??焦耳。另外這套老教材中的力的單位常用公斤,如今是不允許的,力是不能使用公斤為單位的】
§13-1行星的運動
【01】萬有引力定律是牛頓在前人積累的豐富知識的基礎上的另一個偉大的發(fā)現。它與能量轉變和守恒定律一樣,也是自然界中最基本和最普遍的定律之一。一切物體,不論它們是怎樣微小或怎樣巨大,是元素或化合物,有生命的或無生命的,都遵從這個定律。
【02】牛頓發(fā)現萬有引力定律是從研究行星的運動開始的,我們在這一章中,也先從行星的運動談起。
【03】在很古的時代,人類就開始了對天體運動的研究,并且從這種研究中逐漸學會了準確計算時間和測定方位的方法。我國的農歷歷法就是在這樣長期觀察的基礎上積累起來的結果。
【04】關于各種星球如何運動這個問題,古代的天文學家曾經提出過地球中心說。他們認為地球是宇宙的中心,是靜止不動的,而大陽、月球以及所有其他的星球都圍繞著地球運動。
【05】地球中心說與當時反動的教廷用來傳布并且鞏固神權思想的教義——“人類中心說”【“人類中心說”的內容大致是:地球是宇宙的主宰,地球上的人是“天之驕子”,教皇是人類的統治者,上帝是宇宙的創(chuàng)造者……是一種極端錯誤和反動的學說】是相符合的,因此得到教皇統治的竭力支持,長期地作為一種不可動搖的學說,而且?guī)缀鯕v時1400年沒有任何重大的修改。
【06】到了十五世紀,隨著生產的日益發(fā)展,航海事業(yè)逐漸地興旺起來。航海家在一望無際廣闊的海洋中辨別方向,需要精確的天座圖,這就促進了天文學的進一步發(fā)展。在十六世紀初,哥白尼提出了一個新的學說,叫做地動說,或太陽中心說。他認為地球和其他行星如水星、木星、金星等都是圍繞太陽運動的,同時他還認為地球不僅繞太陽轉動,還繞它自己的軸(地軸)自轉,因而形成晝夜。
【07】哥白尼的學說雖然解決了一些有關航海方面的實際問題,但是因為與教義不相容,所以受到教廷瘋狂的反對。許多相信這個學說的人,都遭到了非常殘酷的迫害。例如,意大利科學家布魯諾,就在1600年被活活燒死;伽利略當時雖已七十高齡,也受到無情的迫害。
【08】然而真理畢竟是真理,經過許多科學家不屈不撓的斗爭和長期辛勤的研究,在哥白尼學說誕生以后一百年,德國科學家開普勒發(fā)表了一個行星圍繞太陽運動的定律。它的大意是:所有的行星分別在大小不同的橢圓軌道上圍繞太陽運動,太陽是在這些橢圓的一個焦點上【開普勒定律一共有三條,這是第一條,其他兩條由于已經超出本書的內容范圍,不在這里列出】。這個定律簡稱為開普勒定律。
【09】這些橢圓都和圓相近似,所以在實際計算時,可以把行星的軌道當作圓來處理,這時太陽就在圓心處。