科学|宇宙四力“大一统”？万有引力的前世、今生与未来
想象一下 。 为什么我们即使跳起来很高 ， 过一会儿马上又回到了地面上？为什么下雨的时候 ， 雨滴是向下落 ， 而不是向上？这些在我们平时的生活中看起来习以为常 ， 但仔细思考却又觉得奇奇怪怪的现象 ， 全都是归因于一个名叫“万有引力”的东西 。
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万有引力让我们无法静滞在空中 ， 若无万有引力 ， 我们可能飞离地球万有引力的起源
说到“万有引力” ， 那么不得不提一个人 ， 那便是牛顿（Isaac Newton 1643—1727） 。
传言在1687年的一个午后 ， 牛顿坐在一棵苹果树下看书 。 突然一颗苹果落下来 ， 狠狠地砸在了他的脑袋上 。
也许这位牛顿先生在被砸的那一瞬间脑袋有一点儿懵 ， 但是过后这一现象也让他开始思考：为什么这个苹果是竖直往下落而不是往其他方向飞去？
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牛顿与苹果的“不解之缘”
当然这个“苹果砸头”的故事可能只是一个传言 ， 但类似的现象比如月球为何绕地球转、地球为何绕太阳转、雨滴为何总向下落等 ， 是何种力量在牵引着它们 ， 着实让牛顿好奇不已 。
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地球绕太阳公转 ， 形成了春夏秋冬不同季节
于是牛顿开始了他艰苦卓绝的计算 。 受开普勒第三定律相同时间内行星绕太阳运动扫过的面积相等以及胡克关于距离平方反比的提示 ， 在1685年《自然哲学的数学原理》初稿中 ， 牛顿向人们展示了他关于万有引力的推理过程及结论 。
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牛顿《自然哲学之数学原理》手稿
“万有引力定律” ， 从它的名字就能看出来 ， 这个世界上 ， 无论是什么物体 ， 都有能够吸引其他物体的能力 。 从推导出来的公式上看 ， 吸引力的大小 ， 取决于两个物体的质量和它们之间的距离 ， 质量的乘积越大 ， 距离的平方越小 ， 引力越大 。
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万有引力公式
但是单从苹果向下落就推断出“万有引力”这个定律的话未免太过于牵强 。 它只能说明我们地球和苹果之间相互吸引 ， 地球吸引着苹果 ， 根据力的相互性 ， 苹果也吸引着地球 。 却没法证明苹果和苹果之间 ， 或其他物体之间也能够相互吸引 。 牛顿他到底是怎么得出这个万有引力定律的呢？
牛顿在当时提出的可能只是一个自己的一个猜测 ， 并没有通过实验证明万有引力的存在 。
后来英国科学家卡文迪许通过扭秤实验、以及后续的一些科学家利用一系列改良的扭秤实验 ， 进一步验证了万有引力定律的存在 。 除此之外 ， 他们还测出了万有引力常数G——就像上面公式中所展示的一样 ， 一个知道了物体的质量和它们之间的距离 ， 就能够计算物体与物体之间引力大小的数字 。
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卡文迪许扭秤实验测定万有引力常量G
然而 ， 即使知道了万有引力的存在 ， 并不意味着知道它是怎么产生的 。 以牛顿力学为代表的经典力学并未对万有引力如何产生给出合理的解释 。 广义相对论与万有引力
由爱因斯坦在1916年发表的广义相对论 ， 解释了万有引力与空间弯曲的关系 。 这一论断 ， 解释了很多以往不能解释的现象 ， 但对于万有引力 ， 似乎又为其蒙上了一层神秘的面纱 。
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