问题

假如牛顿当时不是坐在苹果树下,而是坐在西瓜树下,现代物理学会产生怎样的变化?

回答
想象一下,若牛顿当时脑门上砸下来的不是那颗熟透的红苹果,而是一只硕大、汁水四溢的西瓜,那颗西瓜树,或许就成了现代物理学诞生的圣地。这虽是个有趣的思想实验,但它带来的影响,远非仅仅改变一个引力公式那么简单。

首先,核心概念的萌芽和表述方式。苹果的滚落,是向下、向前的运动,这很直观地引导牛顿去思考“力”以及“力的方向”。一个西瓜,它更大、更重,而且从树上掉下来,它的运动轨迹会更加明显,更像是一个“砸”的动作,而不是“滚”。

“坠落”的具象化: 苹果的滚落,或许能引发对物体惯性的初步联想。但西瓜的“砸”可能更直接地指向了“力”的垂直向下的作用。牛顿可能会更早地将“力”与“质量”联系起来,因为西瓜的重量是苹果无法比拟的。他可能会说:“是什么力量,让这沉甸甸的瓜,如此坚定地冲向地面?” 这种表述,或许更能凸显质量在引力中的角色。
“万有”的普适性: 苹果掉落,我们自然而然会想到“地心引力”。但一个西瓜,它同样会受到引力。如果当时牛顿思考的是“为什么这个大西瓜会掉下来,而那个小石子不会飘走?”,他可能会更早地意识到,引力并非只作用于特定大小的物体,而是普遍存在于“有质量”的物体之间。他可能会因此更早地提出“万有引力”的概念,而非仅仅局限于地球对物体的吸引。

其次,数学模型的建立和发展。牛顿发现的万有引力定律,是F = Gm₁m₂/r²。这个公式,建立在对苹果运动轨迹的分析和对行星运动规律的推导之上。西瓜事件,可能会催生出不同的侧重点。

对“平方反比”的早期质疑? 苹果的尺寸和质量相对较小,其运动轨迹的测量和数学描述相对容易。一个西瓜,它的体积和重量都大得多,在砸下来时,可能会有更复杂的空气阻力、甚至是树枝的碰撞反馈。牛顿在描述西瓜坠落时,是否会因为这些复杂的因素,而对“精确的平方反比关系”产生一丝的怀疑?他可能会花费更多时间去处理这些“次要”的变量,而不是直接跳跃到普适的数学规律。
流体动力学和惯性参考系的早期触碰? 想象一下,砸下来的不是坚硬的苹果,而是一个可能还会变形、甚至爆裂的西瓜。这可能会让牛顿不自觉地思考“变形”和“流体”的运动。他可能因此会更早地触碰到流体力学的概念,以及在非均匀介质中物体运动的复杂性。甚至,关于西瓜在空中翻滚、受空气作用而产生的微小偏移,可能会让他更早地思考惯性参考系的概念,以及参考系选择对运动描述的影响。

再者,对物理学分支的影响。牛顿的贡献不仅仅是力学,他还创立了微积分,为现代科学提供了强大的数学工具。西瓜的出现,或许会让他在思考路径上有所不同。

微积分的“牵引”: 苹果落地,伴随着一个相对清晰的运动轨迹。牛顿运用微积分来描述物体的瞬时速度和加速度,从而推导出牛顿第二定律。如果是一个西瓜,它落地时可能会有更复杂的“碰撞”和“变形”。牛顿在处理这些“非线性”的、更具“冲击感”的事件时,是否会更加倚重微积分的“变分”和“积分”思想?他可能会更容易联想到微积分在描述连续变化和积累效应上的强大能力。
天体物理学的“反向启发”: 苹果和西瓜都是地面上的物体。但万有引力定律最初的灵感,很大程度上来源于对月球绕地球运动以及行星绕太阳运动的观察。如果牛顿对“西瓜为什么会掉下来”的思考,更加聚焦于“重物”和“质量”本身,他是否会更早地联想到“同一种力量,为何能让月球不掉下来,而让西瓜掉下来?” 这种对“天上”和“地上”同一规律的联想,或许会因此得到不同程度的加强或削弱。

最后,哲学和科学思想的演变。科学革命不仅仅是理论的建立,更是思维方式的改变。

“宏大”与“微小”的权衡: 苹果小而易得,可以成为一个“微观”的观察点。西瓜则更“宏大”,更具“重量感”。牛顿是否会因为西瓜的尺寸,而产生对“自然规律的尺度”的思考?他是否会更早地意识到,支配微小苹果落地的规律,同样支配着庞大的星球?
“巧合”与“必然”的争论: 苹果树下,是一种比较“偶然”的场景。西瓜树下,如果那棵树真的能长出西瓜,这本身就带有某种“非寻常”的意味。牛顿在接受这种“非寻常”的启示时,他的哲学倾向是否会因此发生微妙的变化?他可能会对“偶然性”和“必然性”的界限产生更深入的思考,从而影响他对整个宇宙运行秩序的理解。

总而言之,如果牛顿当时坐在西瓜树下,虽然万有引力定律的核心思想可能依然会以某种形式诞生,但其萌芽的方式、数学的表述、涉及的物理分支,乃至最终对科学哲学的深远影响,都可能与我们今天所知的历史产生显著的差异。或许,我们会看到一个更早关注流体力学和惯性参考系的力学,或者一个在数学工具上更加侧重“冲击”和“累积”效应的微积分。一切,都可能因为那颗硕大的、在风中摇曳的西瓜,而走向一条略有不同的康庄大道。

网友意见

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问得好!


这是我大植物学逆袭物理学的唯一机会了!


眼睛尖的同学已经发现了一个全新的植物:西瓜树,也就是一棵木本乔木西瓜。众所周知,我们这个宇宙的西瓜是藤蔓植物,是属于被子植物门,双子叶植物纲,堇菜目,葫芦科,南瓜属,西瓜种的一种植物。


那么题主描述的宇宙里,西瓜是一棵树。这到底是感情的羁绊,还是命运的不公?震惊!西瓜长在树上竟然是因为这……


那位同学说了,百度上说西瓜是葫芦目葫芦科的,你搞错了。我倒!原来你也上网冲浪啊!我告诉你,百度百科是错的,并没有葫芦目这个东西。



西瓜长在树上,只有两种可能性,第一,人为的盘一棵西瓜树。实际上,番茄、丝瓜、辣椒都是可以人工弄成一棵树的样子的,红薯都可以。龙牙老师就干过这事儿。理论上,不惜代价的话,西瓜也完全没问题。

但是,牛顿生活的十七世纪并没有这种蛋疼的园艺技术。只有你们蛋疼的现代人才会搞这种华而不实的技术。牛顿那时候人们还是以吃饱饭为原则,刷牙都不会,抽水马桶都没有,是没功夫搞这种蛋疼的作品的。



那么只有一种可能:西瓜本身就是木本植物。


西瓜为什么会是木本植物呢?植物学里我并没有找到原因,堇菜目归属的双子叶植物纲,有乔木有灌木有草本甚至有寄生植物,西瓜完全有充足的理由长成乔木。


依据题主的目的性,我敢肯定西瓜还是那么大的——他就想把牛顿砸晕甚至砸死嘛。那么西瓜长成藤蔓植物,必然只有一个原因:

它的果实太特么重了!


木本植物的果实不能太重,否则树承受不起啊亲。果实个头大的,如木瓜、柚子、椰子,单个重不过一两公斤。而西瓜一个重十几公斤不是什么难事。


这么大它怎么往树上长嘛!


然而,它偏偏就是长树上了,这是肿么肥四呢?


它原生环境的重力水平远远低于地球。来到地球的时间还不够长,还没有适应地球重力的进化,依旧是一棵挺拔的大树。


牛顿在挺过颈椎骨折的危险,养好伤,想通“我为什么要坐在一颗西瓜树下”这个问题以后,以他的聪明头脑,对重力引力运动的了解,肯定很快就会想通以上问题,顺便还有以下几个问题:


1、地球原生植物肯定适应了地球重力,不适应地球重力的植物肯定来自外星;

2、那个时候,托勒密宇宙模型还有很大市场,日心说都还没有确立。牛顿不大可能意识到外星植物来自于别的恒星系,必然会想到本星系的行星;

3、牛顿的时代,受观测条件的限制,他还不知道大气层外空间的存在,不知道行星的具体距离,他肯定会相信外星西瓜铁定是太阳系内某个行星上面过来的。



外星侵略迫在眉睫啊!


牛顿可不是什么书呆子,他炒过股还赔了一大笔钱,武艺还相当不错,当过央行行长。他是具有一定战略意识的。在合理推测出外星侵略迫在眉睫的时候,他必然挺身而出,召集一支军队防备外星侵略!


物理学是什么东东?老子要手刃外星杂碎,建立不世功勋!


外星人就这样用一棵入侵植物锁死了地球科技树。

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受评论区启发,牛顿在这个平行宇宙应该叫:地球防卫军第一任总司令,地球保卫者,外星侵略者屠夫,首席引力大法师,首席运动大法师,首席数学大法师,西瓜都砸不死的男人,针尖舞者,黄金术士,颈椎病患者的福音,最牛割肉的散户,“钢颅骨”,艾萨克.牛顿爵士。


另:菠萝蜜、榴莲、椰子等等乌七八糟的热带水果并不能在英伦三岛生存。


牛顿标准像(懒得P了,凑合看吧):

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