1、萬有引力定律的建立過程及意義萬有引力定律的發現，是17世紀自然科學最偉大的成果之一。蘋果的 落地引起了牛頓科學的遐想，在通過大量數學計算后推導出了著名萬有引力 定律。然而萬有引力定律的確立，卻并非牛頓一個人的功勞。在牛頓研究萬有 引力之前，已有不少人從事這個問題的研究，如第谷、開普勒。此外和牛頓 同時代的科學家，如胡克、哈雷、惠更斯、倫恩等，對萬有引力定律的建立 也有貢獻。正如牛頓本人所說：“我之所以有這樣的成就，因為我是站在巨 人們的肩膀上的。”丹麥天文學家第谷花費多年時間進行觀測行星，編制了篇幅龐大、高度 精確的星表。而后德國數學家、天文學家、物理學家開普勒對第谷的星表進 行整理研究，最終

2、提出了行星運動三定律。這些對于牛頓提出萬有引力定律 具有至關重要的作用。此外，惠更斯的向心力公式，胡克、哈雷、倫恩重力 問題的研究都給予了牛頓不少啟發。1665-1666年，因為瘟疫流行，牛頓從劍橋大學回到家鄉。而看到蘋果 偶然落地引發了牛頓思考引力問題。之后1684年，牛頓做了論運動的 演講，明確敘述了向心力定律，證明了橢圓軌道運動的平方反比關系。此后 不久，又在一篇關于物體在均勻介質中的運動的論文中定義了質量概念，并 探討了引力與質量的關系。這些將牛頓引向了萬有引力定律的發現。牛頓設想了從高山上平拋一個鉛球的理想實驗，他認為當發射速度足夠 大時，鉛球將可能繞地球運動而不再落回地面，指出月球

3、也可以由于重力或 者其他力的作用使其偏離直線形成圍繞地球的運轉。牛頓通過一個靠近地面 的“小月球”的運動的思想實驗，論證了 “使月球保持在它軌道上的力就是 我們通常稱的為重力的那個力。”接著，牛頓根據向心力公式和開普勒三定律推導了平方反比關系。牛頓 證明，由面積速度定律可以得出物體受中心力的作用，由軌道定律可以得出 物體這個中心力是吸引力，由周期定律可以得出這個吸引力與半徑的平方成 反比。并且通過同磁力的類比，得出“這些指向物體的力應與這些物體的性質和量有關”，從而把質量引進萬有引力定律。同時牛頓在自然哲學的數 學原理這部書中敘述了著名的“月一一地檢驗”，對平方反比關系的正確 性提供了一個有力

4、的證明。牛頓提出：行星力與在地球表面看到的地球對于物體的引力是相同的， 能否用地球對月亮的吸引來驗證？而在大量計算后，牛頓證明了月球所受引力與地面上物體所受引力遵循 相同規律。牛頓還把他在月球方面得到的結果推廣到行星的運動上去，并進 一步得出所有物體之間的引力遵循的規律都相同的結論。牛頓斷言，宇宙的 每一個事物都是以引力吸引別的物體，這種吸引力存在于萬物之中，稱萬有 引力。這個引力同相互吸引的物體質量乘積成正比，同他們之間距離的平方 成反比。萬有引力定律表述如下：任何兩物體1、2間都存在相互作用的引力， 力的方向沿兩物體的連線，力的大小f與物體的質量m 1、m2的乘積成正比， 與兩者之間的距離

5、如的平方成反比，即F= G.怔r 2萬有引力的普遍性:任何客觀存在的有質量的物體之間都存在著相 互吸引的力。萬有引力的相互性:兩個物體相互吸引的力是一對作用力和反作用 力,它們大小相等，方向相反，分別作用于兩個物體上。牛頓的引力定律將物理規律用數學公式總結，統一，打開了經典力學的 大門。體現了天上運動與地上運動的統一性，它把開普勒的行星運動和伽利 略的落體與拋體運動統一起來，從而把天體運動納入到根據地面上的實驗得 出的力學原理之中，第一次揭示了自然界中的一種基本相互作用的規律，這 是歷史上第一次偉大的綜合，也是人類認識上一次巨大的飛躍。另外，萬有引力定律的發現，在文化發展史上也有重要的意義。在牛頓 時代以前，人們認為天體的運動隱藏著不可認識的規律。而由于萬有引力定 律的提出，人們不再對天上的運動感到神秘，使人們建立了這樣的信心：人 們有能力理解天地間的各種事物。這種信心解放了人們的思想，在科學文化 發展上起到了積極的推動作用。萬有引力定律還可以計算各種物體的互相作用力大小、天體質量，對于 未知天體的發現具有重要意義。當今牛頓萬有引力理論的新版本一廣義相對 論已成為現代