《趣味物理學續篇》第四章萬有引力 4.1引力大不大？

第四章萬有引力 4.1引力大不大？

　　“如果我們不是時時刻刻都看見物體在墜落，那它對我們說來就會是一種非常奇怪的現象了，”有名的法國天文學家阿拉哥這樣說。習慣使我們對地球吸引著地面上一切物體的現象，看成是非常自然而且極普通的現象。可是當有人對我們說，物體彼此間也是互相吸引著的，那我們就會不十分相信了。因為在日常生活里我們沒有見過類似的事情。

　　那末，為什么萬有引力定律不在我們周圍環境里經常表現出來呢？為什么我們看不到桌子、西瓜、人體互相吸引著呢？這里的原因就是，對小物體來說，引力太小了。讓我們舉一個明顯的例子。有兩個人相隔2米立著。這時候他們是互相吸引著的，可是這中間的引力小極了：對中等體重的人說來，這個力量還不到 1／100毫克。這就是說，兩個人彼此吸引的力量，等于一個十萬分之一克的砝碼壓在天平盤上的力量。這樣小的重量，只有科學實驗室里的最靈敏的天平才能察覺出！這樣的力量當然不能使我們移動地位我們的腳跟地板之間的摩擦力阻止著我們移動。為了使我們，譬如說在木制的地板上移動地位（腳跟木制地板之間的摩擦力等于體重的30％），至少得用20公斤的力量。跟這個力相比較，1／100毫克的引力簡直小得可笑。因為一毫克是一克的千分之一，一克又是一公斤的千分之一，所以百分之一毫克只等于那個能夠使我們移動地位的力量的十萬萬分之一的一半！這樣說來，在平常的條件下，我們一點也察覺不出地面上各種物體之間有相互吸引的作用，又有什么奇怪呢？

　　假使沒有了摩擦，事情就不同了。這時候甚至連最弱的引力也會使物體相互接近。不過在1／100毫克的引力下，兩個人接近的速度應該是非常小的。可以算出，在沒有摩擦的情況下，相隔兩米站著的兩個人，在第一小時會彼此相向移動3厘米；在第二小時，他們會再接近9厘米，第三小時再接近15厘米。他們的運動越來越快，但是要這兩個人緊緊地靠攏，至少要經過5小時。

　　地面上各種物體之間的引力，在摩擦力并不造成阻礙作用的情況下，也就是說在物體平衡的情況下，是可以發覺出來的。掛在線上的重物，是處在地球引力的作用下的，所以那條線會指向下面。但是在這個重物的附近，如果有個很大的物體在把重物吸向自己方面，那末，這條線就會略微偏離豎直的方向，而指向地球引力和另外那個物體的很小的引力所合成的合力的方向。在大山附近，鉛錘會偏離豎直線，這種現象是在1775年第一次觀測到的；那時候在同一座大山的兩側，測定鉛錘的方向和指向星空的極的方向之間的角度，發現兩側的角度不一樣。后來，又用了有特殊裝置的天平對地面上各種物體之間的引力做了更加完善的實驗，才精確地測定了萬有引力。

　　在質量不大的物體之間，引力是非常小的。質量加大的時候，引力是跟質量的乘積成正比的。不過有許多人常常夸大這個力。有一位科學家，固然他不是物理學家而是動物學家，曾經想說服我，說那常常在海船之間看見的相互引力，也是萬有引力的結果！不難算出，萬有引力在這里是一點關系也沒有的：兩只各重25,000噸的大輪船，在相距 100米的時候，相互吸引的力量不過400克。不用說，這樣小的力量是不能使這兩只輪船在水里作哪怕是很小的一些位置移動的。輪船之間的這種謎一般的引力的真正原因，我們在以后講流體特性那一章里再講。

　　對質量不大的物體說來是非常小的引力，在龐大的天體之間卻變得很大了。因此甚至是那離開我們極遠的行星海王星，它幾乎是在太陽系的邊上慢慢地繞轉著的，也能使我們地球受到1800萬噸的引力！雖然太陽離我們遠得不可思議，可是也只是由于太陽的引力，才使地球能夠維持在自己的軌道上。假如太陽的引力由于某種原因消失了，那我們的地球就要沿著軌道的一條切線飛入無邊無際的宇宙空間去，永遠不再回頭了。

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