第三章 月亮会掉下来吗？

现在我们来探讨关于月亮的掉落这个有趣的问题。首先看下页的图6，小山丘上有一座大炮，它是水平瞄准直线CA的，而它对面有一堵墙。按道理来说，假如瞄准线是CA，那么炮弹很可能就会打到A点，不过当我们打出去的时候，炮弹并没有沿着直线CA走，而是走曲线CBD，也就是说，炮弹最后打到了一个比A点稍微低一点的地方，假设这个点是D点。导致出现偏差的原因并不在炮手身上，他的技术可能跟你们一样好，但是他就是没办法打到炮口正对的那个地方。因此，假如他想正中A点，他就应该瞄得高一点。

为什么炮弹不会沿着瞄准线走呢？为什么打到的点总是偏低呢？答案很简单：尽管炮弹一开始是水平运动的，但是当它一离开炮口，就会受到地球向下拉的作用力，它就会减速，然后开始下落直到静止。这就是为什么它的路线会是CBD这样处在CA下方的一条曲线。假设炮弹从炮口到打到墙上所花的时间是3秒，根据上一章的那张表，我们可以算出3秒内一个物体自由落下所走过的距离是9乘以4.9，也就是44.1米。现在再来量一下从A点到D点的距离，会发现也是44.1米。如果炮弹从C点到D点用了2秒，那么AD两点间的距离就是4乘以4.9，就是19.6米；如果只用了1秒，那么AD的长度就是4.9米。因此，我们可以总结出：地球的引力不管是对于运动的物体，还是静止的物体来说，都是一样的。

在这里，我们来关注一个非常重要的事实：物体为什么可以围绕着一个固定的点做圆周运动。

在很多乡村，骡子是丰收季节用来打谷的工具。人们会在圆形打谷场的中心安置槽轮，有人会站在槽轮的中心处，手里拿着一根缰绳，缰绳的另一端系在骡子身上，当槽轮开始转动时，骡子会开始跑，这时候人就要控制缰绳让骡子围着圆圈跑，基本上是用声音来吆喝，必要时可能会用长鞭鞭打。等到骡子因为不习惯绕着圈子跑而出现眩晕的时候，就把它的眼睛蒙上，这样它就不知道一直是在围着圆圈旋转了。骡子之所以会绕着圆圈跑，是因为有缰绳的牵制，让它不会偏离圆形轨道。如果松开缰绳，会发生什么呢？松开的话，骡子就感觉不到有东西在拉它，控制它的方向，因而它就会很自然地向前跑，就不是走曲线了。

拿一根绳子，在绳子的另一端系上一块石头，然后让石头快速旋转起来。这时候，是什么让这块石头绕着圆圈转呢？很明显是这条绳子。如果绳子断了，或者绑着石头的结松开了，那么我们知道石头会直直地飞出去。这就跟投石器的使用原理一样。从这两个例子我们可以看出：如果没有外界支持，那么一个物体是不可能靠本身做圆周运动的，必须有一个物体拉着它向中心靠拢；假如控制它运行轨道的力突然减弱或者消失，那么物体就会偏离轨道而直接向前飞出去。

月球围绕着地球转的原理就跟系在绳子上的石头做圆周运动的原理一样，而月球所做的圆周运动就叫做月球的运行轨道。在下面的一幅图中，我们用T这个圆形来代表地球，而围着它的圆圈就是月球的运行轨道。假如月球在运行过程中必须运行到L点，在它到达这个点时，中心的力就会马上把它拉回来，让它继续前进。这个情况就跟从炮口里出来的炮弹一样，如果没有中心这个力的存在，月球就会沿着LA线运动，这条线就是我们前面提到的瞄准线。想象一下如果地球上方有那么一面与球面垂直的墙，我们用图中的TA来表示这面墙，那么月球并不会到达A点，而是到达B点，月球在运行过程中并不会走LA的路线，而是会走曲线LB，也就是说：月球所走的路线就跟从炮口射出的炮弹走的路线一样。

月球在地球引力的作用下，从L点出发到达TA时，它所走过的竖直距离就是AB的距离。假如月球在到达B点时，突然失去地球引力的作用，那么它将会脱离原来的运行轨道，直接向前冲出去，就跟用投石器扔出的石头一样。如果月球失去了这个能够维持它运行轨道的力的作用的话，它就会直线向前运动，最后到达虚构出来的TC这面墙的C点。但是，我们都知道，这个引力是一直存在的，所以月球的运行轨道一定是图中的BD曲线，它会到达D点，而它下落的直线距离就是CD的长度。因此，月球虽然是在逐渐下落，但是它并不会沿着直线运动，离地球越来越远，而是会围绕地球作圆周运动。那么之前我所说的月球一直在下落是没错的，正是由于它在持续下落，所以才能够和地球保持恒定的距离。

月球之所以能够维持它的运行轨道，是由于地球引力的作用，每当月球试图脱离轨道时，这个引力都会适时地把它拉回正轨，同样也是这个引力的原因，物体才会往下落。地球引力对于月球的作用，正如缰绳对于打谷场上的骡子的作用，也正如绳子对于小石子的作用。地球引力改变了月球的运行轨道，迫使月球不断地朝着它运动，地球引力也改变了炮弹的运行轨迹，让炮弹最后打在比瞄准点低的地方。但是骡子能绕着圆圈运动是因为有缰绳的拉力，小石子能够环行旋转是因为有人的拉力，而对炮弹的作用力来源于火药的爆炸。那么反过来，月球前进的动力又来自哪里呢？来自于上帝，所有天体的运动轨迹都是上帝安排好的，他像播撒种子一样把行星都分散开来。这些天体，就像诗人拉马丁说的：

就是上帝赐予的神秘的力量，天体才得以运行。

就是这股无法阻挡的力量，才使得天体能够发射出去，然后在各自的轨道上运行。

你是否经常用小石子或小球来测试你那小小的臂力呢？

你会说你的手臂拥有着强大的或渺小的力量。

200腕尺对你来说，就算是很长。

如果你已经为自己的那份微不足道的力量而感到自豪的话，

那么对于那股使得所有天体在各自轨道上运行的力量，你又会怎么想呢？

空间关系，重量与质量，这些与那股强大力量对比起来，根本不算什么。

但是这个力量把天空变得非常绚烂。

这个伟大的上帝创造了所有的奇迹，给了我们所有的爱，

我的孩子们，让我们向它深深地鞠上一躬。

地球引力能够作用于它周围所有的物体，不管物体离得有多远。但是，引力并不是地球专有的，其他的天体也会产生引力。例如，月球也会产生引力吸引其他的天体按照一定的轨道运行，它能够吸引这些天体让它们下落。月球引力是能够延伸到很远的天际的，不管有多远，它对于我们所居住的地球的影响特别明显。因此，就像月球持续落向地球一样，地球也在持续地落向月球。在这种互相吸引的情况下，力量更强大的肯定会战胜力量小点的，并使力量小的偏离自己的轨道，而按照另外一种轨道运行。

假设有两个人在两端都用尽全力拉同一根绳子，试图把对手拽到自己这边来，那么肯定是力气大一点的那个人赢。对于两个天体来说，胜利也总是属于更强大的一方，换句话说，就是属于质量比较大的那一方。地球的体积是月球的50倍，它所产生的引力肯定比月球的引力大，因此，它一定更容易把月球吸引到自己这边来，迫使月球朝着球心的方向下落。换言之，月球在地球引力和本身重力的共同作用下，围绕着地球转。假如月球比地球大的话，那它们的关系就会是相反的，我们的地球就会变成月球的月球，变成月球的卫星围绕着月球转。那么有没有什么地方存在着比地球大的天体，让地球在它产生的引力的作用下改变运行轨道，并围绕着这个天体转呢？确实存在这样一个强大的天体，它就是太阳。

毫不夸张，在我们看来那个连车轮大小都比不上的又小又亮的太阳事实上是个巨大的球体。跟太阳比起来，非常巨大的地球根本不算什么。我们之所以觉得太阳非常小，是因为它离我们非常遥远。事实上，任何一个博学的擅长计算的天文学家都可以告诉你太阳和地球之间的距离，这个距离至少有14959万千米。你对这个数字肯定没有什么概念，而且在下一秒肯定会忘记，因此我们要对这个数字加以解释。你肯定经常看到火车在轨道上快速行驶，那我们就假设火车的时速是60千米，如果火车一直保持这个时速，那么一天之内，它可以从法国的一端走到另一端，但假如要从地球走到太阳，就需要花上289年。也许目前最好最快的火车可以完成这样一段旅程，但是跟其他旅程比起来，它慢得大概像蜗牛一样吧。

科学家告诉我们，太阳的体积是地球的130万倍。这到底是有多大呢？我们需要更多的数字来解释。现在我们假设太阳的中心是与地球的中心重合的，那么在这样的条件下，太阳就会把地球吞噬，就像鲨鱼吞噬小鱼一样，然后向整个太空延伸，它能延伸到的地方远远大于月球与地球之间的距离。

也许你还是不太清楚太阳到底有多大。那我们就用另一种方式来比较一下。要填满体积为1升的物体，需要用1万粒大小一样的小麦，如果是10升，就需要10万粒，140升的话，就需要140万粒。现在想象一下，我们把这140万粒小麦堆在一起，然后旁边放一粒小麦。这粒被单独放在一旁的小麦代表的是地球，而那140万粒小麦代表的就是太阳，现在你对太阳的大小是不是有一个清楚的概念了呢？你可能会惊叹：与那些巨大的物体相比，人类到底有多渺小啊！天地创造神的力量到底有多强大，才能够创造出太阳和地球，并且能够如此轻易地掌控它们？

现在不需要再多作解释你就会发现跟这么一个巨大的天体相比，地球所产生的引力根本不算什么。因而，这时候地球就会遵循强者定律，落向太阳。但是由于它本身有着向前的冲力，那么在冲力和太阳引力的共同作用下，地球就围着太阳做圆周运动。因此，地球就成了太阳的卫星，这时，月球就围绕着地球转，地球围绕着太阳转，互不干扰。地球围绕太阳旋转一周所需的时间是一年，在一年之内，月球可以围绕地球转12圈。

在一开始，你们提出的那个问题：为什么地球在没有任何支撑的情况下不会往下掉呢？现在你们可以回答了吧。物体之所以会往下掉，是因为有地球引力的存在。假如地球的周围什么天体也没有，在不受任何外力作用的情况下，它不会往任何一个地方掉。因此，地球就会静止在最初上帝安置它的地方，如果一开始就给它一个速度，那么它会直直地向前走。但是事实上，地球受到了太阳的引力，改变了它的运动方向，围绕着太阳转，这就像被缰绳控制住的野马一样。就是在这个力的作用下，地球才被发射到太空中，才能够悬浮在宇宙中，并与太阳始终保持着一定的距离。我的小读者们，在讲述地球自转之前，让我们先向这位创造者真诚地鞠上一躬。