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爱因斯坦读过的一本启蒙手册（2）
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这是一部爱因斯坦少年时代的启蒙读物，书名是《自然科学通俗读本》（Popular Books on Natural Science）。尽管过去了一百多年，但是其中洋溢着的科学精神依然光芒四射。科学知识是不断更新的，科学的精神却永远长青。一百多年后，这部“通俗读本”依然值得我们一读。——译者
“在我12—17岁的时候，我熟悉了基础数学，包括微积分原理。这时，我幸运地接触到一些书，它们在逻辑性方面不太严格，但是能都简单明了地突出基本思想。总的来说，这个学习确实使令人神往的；它给我的印象之深并不亚于初等几何，好几次达到了顶点—解析几何的基本思想，无穷级数，微分和积分概念。我还幸运地从另一部卓越的通俗读物中知道了自然科学领域里的主要成果和方法，这部著作【伯恩斯坦 （A.Bernstein）的《自然科学通俗读本》是一部有五、六卷的著作】几乎完全局限于定性的叙述，这是一部我聚精会神地阅读了的著作。当我17岁那年作为数学和物理学的学生进入苏黎世工业大学时，我已经学过一些理论物理学了。”
——引自爱因斯坦《自述》（载《爱因斯坦文集》第一卷 商务印书馆出版 1976年第一版）
自然科学通俗读本（2）
翻译 马德
第一卷 地球的重量
第二章 测量地球重量的尝试
原文作者：Bernstein.Aaron.David, 1812-1884
人们是通过什么手段，成功地推测出地球的重量，又是怎样使我们了解到地球各类组成物质的重量的呢？现在我们就来解释这个问题。
我们所要介绍的测量地球重量的这个方法，猛的一听，可能会觉得很简单，但是实际上，它比你想象的要困难的多。
自从伟大的牛顿发现万有引力定律以来，我们已经了解到，所有的天体之间都是互相吸引的，而且天体的质量越大，引力越大。不仅是那些巨大的天体，比如太阳，地球，月球，所有的行星和恒星等等，而且所有的物体都具有这种引力；这种引力的大小直接跟这物体的质量成正比。为了解释得更清楚一点，我们举个例子加以说明。一磅铁对附近的小的物体具有一定的引力；如果是两磅，引力就是两倍。也就是说，一个物体的重量越大，那么它作用于附近物体的吸引力就越大。因此，如果我们知道了一个物体对别的物体引力的大小，也就可以知道它的重量。也就是说，只要我们能够准确地测定物体的引力，那么我们不经过称重，就可以知道世界上每一个物体的重量。
但这是不可能做到的。因为地球的质量是如此巨大，因而它相应地就具有了特别巨大的引力，这样它就导致了对地球上所有的物体，即我们所希望测定重量的所有别的物体的吸引。假定我们把一个小球放在一个很大的“铁球”附近，试图让这小球被吸引那个大球吸引。但是，我们一旦放手这个小球，它立刻就会落到地上，因为地球的引力要比那个大的铁球大许多许多倍，以至于那个大铁球的引力根本就无法被感知。
不过，物理学已经教会了我们准确度量地球重量的方法。具体地说，是利用摆这样一个简单的仪器——摆，就是像立在墙边的钟表里的钟摆那样的摆，就用它来测定地球的重量。如果一只摆处在最接近地球的位置，它是不会停止下来的，它会以某一个确定的速度很快地返回到停止点。摆处于摆动状态时，如果不施加外力，它是不会停止的，它会从近地点的一边摆到另一边。这是地球的引力要拉着它返回原处，导致了它沿着同样的路线不停地摆动。因此，摆的摆动速度是随着地球的质量而变化的，如果地球的质量加大，摆的速度就加大；地球的质量减小，摆的速度也减小。既然摆的速度可以通过计算一天内摆动的次数来精确测定，那么我们应该也可以准确地计算出地球引力的大小。
为了让大家搞清楚，然我们进一步设想一下，地球的重量如何可以通过这样一个巧妙的仪器来精确测定：摆可能被已知的质量所吸引，因而导致它来回的摆动。假设这个质量是一个100磅的球体，在它的附近设置一个摆。这个球体比地球缩小了多少倍，那么由这个球所引发的摆的速度就会比在地球的引力下慢多少倍。通过这样的方法去做测试，是可以获得理想的效果的。但是，其实这是一个难度很大的实验项目。为此，我们将在下一章对这个科学实验做更详尽的描述，以此奉献给勤于思考的读者。这一章的内容就讲到这儿。（未完待续）
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