1.引力有多大

著名的法国天文学家阿拉哥曾经写过这样一句话：“如果落体的现象并不是每时每刻都在发生，我们会觉得难以置信。”对于我们来说，地球可以对地面上的任何物体产生吸引力是很正常的事情，因为我们认为这是亘古不变的物理定律。不过，有些人却对我们说，相互吸引的现象也同样存在于两个物体之间，关于这样的现象，我们不太能接受，毕竟我们并没有在日常的生活当中碰到过两种物体相互吸引的现象。

那么，我们需要怎么做才能让看不见摸不着的万有引力显现在我们的日常生活中呢？如果相互吸引真的存在，那么桌子、西瓜以及人体之间应该是互相吸引的才对，为什么我们感觉不到它们对我们产生的吸引力呢？因为产生在质量较小的物体之间的引力非常微弱。我举一个例子你就明白了：两个人面对面站着，他们之间的距离是2m，彼此之间存在相互吸引的力，但是这种引力实在太微弱了，体型中等的人产生的吸引力只有mg，换句话说就是，两个人彼此产生的吸引力相当于一个压在天平盘上的砝码重量的十万分之一，我们只有用科学实验室里灵敏度最高的天平才能测出这样的吸引力。他们之间产生的吸引力如此微小，肯定无法让我们摆脱脚踩在地面产生的摩擦力，逼迫我们前行。如果我们在脚下放上一个木制的地板（脚与地板之间产生的摩擦力是体重的30%），那么我们需要20kg以上的力才能向前走动。mg的引力和20kg的力之间根本没有可比性，1mg等于g，而1g又等于kg，如此一来，让我们迈开步子的力量是我们自身产生的引力的二十万万倍！难怪我们无法察觉地球上的物体之间存在的相互吸引力，这么微弱的引力根本就注意不到。

如果我们将摩擦力去掉，就会出现另一种情况。在没有摩擦力的情况下，就算引力很微弱，也能让两个物体相互接近。我们假设引力是mg，那么两个物体互相接近的速度是很难察觉到的。通过计算我们发现，将摩擦力去掉的话，两个人面对面站着，彼此间有2m的距离，一小时过后，两人彼此之间的距离缩短了3cm；两小时过后，他们彼此间的距离会再缩短9cm；三小时过后，距离再缩短15cm。随着他们向彼此移动的速度逐渐变快，大约5小时后，他们两个人就会贴到一起去。

如果摩擦力不对这种引力产生任何影响的话，那么我们还是能够观察到地球上物体之间的相互引力。在地球引力的作用下，挂在线上的重物会垂直于系它的绳子。假如有一个体积庞大的物体恰好在这个重物的旁边，那么，系它的绳子就不会垂直向下，而是向地球引力与其他物体的引力（它很小）矢量和的方向倾斜。1775年，马斯基林首次在苏格兰观测到山群附近的铅锤并不是垂直向下的。当时马斯基林正在将小山的两侧铅锤的指向同对星空极指向之间产生的夹角进行比较，结果发现了这一现象。随后，人们用更加精密的天平对地球上的物体之间产生的引力做了更加精确的实验，才确切地得出结论，地球上确实存在互相的吸引力。

即便质量不大的两个物体之间也能产生微弱的引力，质量与引力的乘积成正比，但是很多人却大大高估了这种引力的力量。曾经有一位研究动物学的科学家拼命说服我，他确定两艘海船之间相互吸引是因为万有引力的作用。但经过计算我们得出结论，他的结论完全不靠谱。两艘海船都拥有25000t的重量，就算它们之间的距离只有100m，彼此最多也只能产生100g的引力，这样微弱的引力根本不可能改变海船的位置。我会在第六章里详细地解释为什么船舶之间会产生互相吸引的力。

虽然质量较小的物体间产生的吸引力非常微弱，但是如果将物体换成巨大的行星，那么这种引力就会变得相当可观。海王星——离我们很远的一颗行星，尽管它的运动轨迹在太阳系的边缘地带，仍然可以对地球产生惊人的1800万吨引力！尽管太阳和地球之间的距离并不算近，但是如果没有太阳的引力影响，地球才不会老实地在自己的轨道上旋转。如果有一天太阳对地球产生的引力不起作用了，那么，地球会顺着太空轨道的切线飞向浩瀚无垠的宇宙深处（图42）。

图42　地球的公转