第210章 三大定律（1/2）

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经费批下后，牛顿的研究再次步入正轨。

牛顿每日伏在案前，將写满的纸页推到一旁，又抽出一张新的，继续推演。

朱由孝则坐在对面的矮桌旁，面前摊著厚厚一摞天文观测数据。

他將钦天监送来的歷代星表逐一核对，再用牛顿教他的流数术重新计算。

两人各忙各的，互不打扰，却配合得极为默契。

为了验证万有引力的猜想，牛顿需要大量的天体观测数据，尤其是月球绕地、行星绕日的运行轨跡。

朱由孝便利用自己的身份，暗自下令钦天监儘快將歷年的观测记录全部送往洛阳学院，又让人从佛罗伦斯採购最新的天文望远镜。

高台是朱由孝特別命人搭建的，用青石砌成，高三丈，四周没有遮挡，视野开阔。

每当夜幕降临，两人便带著望远镜和记录本，爬上高台，夜夜观测月球盈亏与星象变化。

“教授，今晚的月亮比昨晚更亮了。”朱由孝一边调整望远镜的角度，一边说道。

牛顿站在一旁，手里拿著一个简易的象限仪，测量月球的高度角：“亮度倒是其次，我要的是它的轨道数据，你再记录一下此刻的方位角。”

“东偏南二十三度。”朱由孝对照方位標记目测片刻，飞快地记在本子上。

“好。”牛顿点点头，又低头在稿纸上计算起来。

类似这样的夜晚，整整持续了一个冬天。

解决了万有引力的核心推导后，牛顿並没有停下脚步。

在整理演算过程中，他发现现实有许多现象都遵循著相似的规律。

苹果落地、月亮绕地、潮汐涨落，这些看似无关的现象，背后似乎隱藏著一套真仙制定的统一自然法则。

朱由孝便陪著牛顿，从日常现象入手，反覆实验、推演，將这些规律归纳总结，逐步形成了三大核心定律。

第一条，他们称之为惯性定律：物体若不受外力作用，將永远保持静止，或是沿直线匀速运动，直至有外力改变这一状態。

这一定律无法在现实中直接完美验证，毕竟世间不存在毫无阻力的环境。

两人便沿用加利略开创的斜面理想实验，让人打造两段打磨至极光滑的大理石斜面，一斜一水平衔接，再將铜球仔细拋光，儘可能减小摩擦阻力。

他们先把小球从斜面顶端释放，小球沿斜面滑下，衝上另一端的平缓斜面，高度几乎与起点持平。隨后不断放平缓接斜面的倾角，倾角越小，小球滑行的距离就越远。

牛顿据此做逻辑外推：若將末端斜面彻底放平，且完全消除一切阻力，小球便不会再有减速的趋势，会沿著水平面一直匀速直行，永不停止。

朱由孝看著小球在越来越平缓的斜面上越滑越远，默然点头，认可了这一从现实实验走向理想推论的严谨思路。

第二条，力与加速度定律：物体加速度的大小，与所受外力成正比，与其质量成反比，方向与外力一致。

他们以悬掛砝码的重力作为恆定拉力，用天平称准不同质量的铅块，以丝线跨过槽端的光滑木滑轮，垂吊重物拉动槽中小球。

计时则依靠惠更斯式摆钟，这是当时欧洲最精准的计时器具，用以记录小球滑行相同距离所用的时间。

两人更换不同质量的小球，改变垂吊砝码的重量，重复试验百余次，將每一组时间、距离、质量仔细记录在纸上。

牛顿以流数术与几何方法反覆演算，最终將力、质量、加速度的关係，写成简洁而严密的数学关係。

朱由孝在一旁对照数据，眼见实测结果与推算高度吻合，也不由得面露喜色。

第三条，作用力与反作用力定律：两物体之间的相互作用，永远大小相等、方向相反，且作用在同一直线上。

他们用双线悬掛的等质硬木球做悬摆碰撞实验，將两球並排悬於空中，拉其一球至高处释放，令其与静止的另一球正面对撞。

只见前一球竟骤然停在半空，后一球则循著前者的轨跡，以几乎相同的速度盪开。两球速度完全互换，直观证明了彼此施加的作用力大小对等。

隨后二人又做了更直观的双船实验：在平静的池水中放两只小木船，船上分別放置不同质量的石块，两人各站一船，以绳索相连牵引。

无论谁主动拉绳、谁被动受力，两船始终相向靠近，轻船移动更快、重船移动更缓，但其运动规律却始终显示，两船之间的相互拉力大小完全一致。

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