万有引力定律

万有引力定律
万有引力定律公式：F=GMm/r²
万有引力定律(Law of universal gravitation)是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。

牛顿的普适万有引力定律表示如下：
任意两个质点通过连心线方向上的力相互吸引。

该引力的大小与它们的质量乘积成正比，与它们距离的平方成反比，与两物体的化学本质或物理状态以及中介物质无关。

万有引力定律是解释物体之间的相互作用的引力的定律。

是物体（质点）间由于它们的引力质量而引起的相互吸引力所遵循的规律。

它是牛顿在前人（开普勒、胡克、雷恩、哈雷）研究的基础上，凭借他超凡的数学能力证明，在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。

万有引力定律的发现，是17世纪自然科学最伟大的成果之一。

它把地面上物体运动的规律和天体运动的规律统一了起来，对以后物理学和天文学的发展具有深远的影响。

它第一次解释了（自然界中四种相互作用之一）一种基本相互作用的规律，在人类认识自然的历史上树立了一座里程碑。

万有引力定律揭示了天体运动的规律，在天文学上和宇宙航行计算方面有着广泛的应用。

它为实际的天文观测提供了一套计算方法，可以只凭少数观测资料，就能算出长周期运行的天体运动轨道，科学史上哈雷彗星、海王星、冥王星的发现，都是应用万有引力定律取得重大成就的例子。

利用万有引力公式，开普勒第三定律等还可以计算太阳、地球等无法直接测量的天体的质量。

牛顿还解释了月亮和太阳的万有引力引起的潮汐现象。

他依据万有引力定律和其他力学定律，对地球两极呈扁平形状的原因和地轴复杂的运动，也成功的做了说明，推翻了古代人类认为的神之引力。

尽管牛顿对重力的描述对于众多实践运用来说十分地精确，但它也具有几大理论问题且被证明是不完全正确的。

没有任何征兆表明重力的传送媒介可以被识别出，牛顿自己也对这种无法说明的超距作用感到不满意。

牛顿的理论需要定义重力可以瞬时传播。

因此给出了古典自然时空观的假设，这样亦能使约翰内斯·开普勒所观测到的角动量守恒成立。

但是，这与爱因斯坦的狭义相对论理论有直接的冲突，因为狭义相对论定义了速度的极限——真空中的光速——在此速度下信号可以被传送。

牛顿的理论并不能完全地解释出水星在沿其轨道运动到近日点时出现的进动现象进动。

牛顿学说的预言（由其它行星的重力拖曳产生）与实际观察到的进动相比每世纪会出现43弧秒的误差。

牛顿的理论预言的重力作用下光线的偏折只有实际观测结果的一半。

广义相对论则与观察结果更为接近。

所有物体的重力质量与惯性质量相同的这一观测现象是牛顿的系统所不能解释的。

广义相对论则将它作为一个基本条件。

当牛顿非凡的工作使万有引力定律能够为数学公式所表示后，他仍然不满于公式中所隐含的“超距作用”观点。

他从来没有在他的文字中“赋予产生这种能力的原因”。

在其它情况下，他使用运动的现象来解释物体受到不同力的作用的原因，但是对于重力这种情况，他却无法用实验方法来确认运动产生了重力。

此外，他甚至还拒绝对这个由地面产生的力的起因提出假设，而这一切都违背了科学证据的原则。

牛顿的经典力学只适用于低速、宏观、弱引力，而不适用于高速、微观与强引力。

牛顿对重力的发现埋葬了“哲学家至今仍在愚蠢地试图探索自然”(philosophers have
hitherto attempted the search of nature in vain)这句所谓的真理，就同他深信着的“有各种因素”使得“各种迄今未知的原因”是所有“自然现象”的基础。

这些基本的现象至今仍在研究中，而且，虽然存在着许多种的假设，最终答案仍然没有找出。

虽然爱因斯坦的假设的确比牛顿的假设更能精确地解释确定案例中万有引力的作用效果，但是他也从来没有在他的理论中为这种能力赋予一个原因。

在爱因斯坦的方程式中，“物质告诉空间怎么扭曲，空间告诉物质怎么移动”(matter tells space how to curve, and space tells matter how to move)，但是这个完全异于牛顿世界的新的思想，也不能使爱因斯坦所赋予“产生这种能力的原因”比万有引力定律使牛顿所赋予的原因更能使空间产生扭曲。

牛顿自己说：“我还没有能力去从现象中发现产生这些重力特性的原因，而且我无法臆测……我所解释的定律和丰富的天体运动的计算已经足够于说明重力的确存在并能产生效果。

一个物体可以不通过任何介质穿过真空间的距离对另一个物体产生作用，在此之上它们的活动和力可以传送自对方，这对于我来说简直就是一个天大的谬论。

因此，我相信，任何有足够的哲学思维能力的人都不会沉溺于此。

”
如果科学最终能够发现重力产生的原因的话，牛顿的希望也将最终被实现。

牛顿改变了人类的世界观。

从牛顿发现万有引力定律开始，近代自然科学开始确立，宇宙神秘的面纱在人类的面前慢慢地揭开。

万有引力定律也向人类提供了一条摆脱地心引力的途径，航空航天事业逐渐起步，最后带领人们乘坐飞船登上月球，在宇宙中漫步。

从万有引力定律发现的过程中，我们可以感受到科学明晰的美。

从第谷多年观察积累的大量观察数据，到开普勒的三大定律，再到牛顿根据经典力学定律确定向心力与轨道半径的平方成反比，天体质量的积成正比的关系，越来越简洁明了，让人有一种难以置信的感觉。

它的普适性也使定律的奇妙之处体现得淋漓尽致。

宇宙背后数学的规律如此精炼，让人敬畏自然的伟大，对探索宇宙的更深处欲罢不能。

宇宙对人类来说还有许多未知的谜团，头顶的那片星空总是能引起无数遐想。

与宇宙无限的时空相比，人类的存在不过是沧海一粟，白驹过隙，人类所能到达的宇宙空间也只是宇宙的一个小小角落。

牛顿生前有句名言：“我不知道世人怎样看我，但我自认为我不过是一个像一个在海边玩耍的孩童，不时为找到比常见的更光滑的石子或更美丽的贝壳而欣喜，而展现在我面前的是全然未被发现的浩瀚的真理海洋。

”一代又一代的物理学家追随着他的目光，进行着对真理海洋的寻找和探索，多年后其中也会有我们的身影。

贾丽敏。