发现
在地球的不同区域,重力是不一样的。如果让我们赖以生存的地球向内塌陷到各点质量均一,会形似一颗看上去其貌不扬的土豆。
地球表面质量分布存在着差异,是什么造就了这种差别?人类又是用什么方法来获知这些差别的?通过对地球重力场的研究,科学家们将揭示出某些与环境变化和自然灾害有关的秘密。
牛顿的发现
公元17世纪,牛顿从苹果落地中发现万有引力的传说,成为科学史上脍炙人口的经典传奇,可谓是伟人灵感推动全人类进步的最好注脚。英国人布雷斯特在其撰写的牛顿传记中称,“艾萨克爵士的头部当年为一只苹果所袭,并未悲剧,而是得出了苹果从停止状态达到了某一速度、必有重力存在的推论。考虑到从其他的物体中(如花盆等)虽然也能得出相似结论,但增加了问题的危险性(送花带盆,必有刺客)和复杂性(花盆由刺客手中掷出,已经具有一定的初速度,推论也许会止步于伽利略的惯性原理)。因此,不得不让人心生感叹,惟有苹果才能改变这个世界。”
牛顿时代的科学家认为,在同一地点,物体的重力加速度g是个常量。为什么要强调是同一地点呢?这是因为在当时人们已经知道,地球有可能不是圆的:重力是万有引力和地球自转离心力的合力,越靠近赤道,离心力越大,重力就越小些。牛顿通过研究地球自转对地球形态的影响,认为地球应该是赤道略为隆起、两极略为扁平的椭球体,这一推测也于1733年为巴黎天文台派出的两个分别前往南纬2°的秘鲁和北纬66°的拉普林进行大地测量的考察队所证实:地球的极半径的确比赤道半径短约21公里。关于地球形状的猜想,从古代中国与古希腊的“天圆地方”、“圆盘”等蒙昧的答案中一路行来,经过“圆球”,最终人类逐渐认识到地球是太阳系中的大鸭梨。
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(更多精彩内容,请参阅《科学世界》2011年第12期)
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