Question

万有引力是怎么证明的？

Answer 1

开普勒为宇宙天体学打开了一扇窗户，人类对行星运动规律的引力研究开始走向正轨。早在1645年，法国天文学家布里阿德就提出了引力与距离的平方成反比关系的猜想,后来人们根据开普勒第三定律，推导出这个结论是正确的。

但问题是力和距离的平方成反比，能否推出轨道一定是一个椭圆，并且满足开普勒第一定律和第二定律？大部分人都苦于数学不好，无法给出“从 平方反比关系得到椭圆轨道运动”的严格证明。例如，英国著名的物理学家胡克是牛顿的对手，一直梦想着推翻牛顿的理论，他声称自己给出了“力和距离的平方成反比”的证明，却一直没有公布证明过程。

他的声明惊动了哈雷，于是哈雷隔三岔五地往胡克家跑，但胡克怎样也不肯把自己的证明手稿拿出来。时间久了，哈雷也厌烦了,他感觉胡克在吹牛。

1684年，哈雷到剑桥登门拜访胡克的对手牛顿。牛顿说自己在五年前就证明了这个问题，哈雷惊喜万分，赶紧声称要出资帮助牛顿整理证明手稿并出版。被哈雷鼓动而斗志昂扬的牛顿也很配合，立马整理了《论运动》手稿，运用开普勒三定律、从离心力定律演化出的向心力定律、数学上的极限概念、微积分概念及几何法，证明了椭圆轨道上的引力平方反比定律。

1687年，牛顿在哈雷的资助下正式出版《 自然哲学之数学原理》，这本书给牛顿带来莫大名声，确立了其“英国科学界第一人”地位，而万有引力的全貌也在此书中首次被披露。

人类追寻了千年的“神秘之力”在此豁然开朗，全部功劳都将归于牛顿一人。胡克很不服气，要求牛顿至少在书的前言中提及他的贡献，毕竟他对“万有引力”确实有发现权。胡克在1674年发表过一篇有关引力的论文，还写信告诉过 牛顿引力反比定律 。没想到，牛顿毫不在意，反而回到家后立即把书中涉及胡克的引用通通删除。这场针锋相对的“万有引力”之争也由此成了科学史上著名的公案。

但是，胡克只提出了行星与太阳之间引力关系的猜想，而牛顿却能利用自己创立的微积分证明这个猜想，并将 万有引力定律推广到宇宙间一切物体。在牛顿的猜想中，地上的苹果与天上的行星受到了同种力的作用。因为月球在轨道上运动的向心加速度与地面重力加速度的比值等于地球半径平方与月球轨道半径平方之比，即1/3600。

现在，我们知道地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种力。牛顿把天地万物统一了起来，这样宏大的格局是胡克难以达到的的。

读书笔记：每一个科学理论都不是靠一个人就可以完善的，是很多耕耘在这个领域的人的成果。但科学领域的开创是处于智力巅峰的人，站在前人研究的基础上取得的突破，牛顿就是这样的人，他用宏大的格局将万有引力推广到宇宙间的一切天体，终于揭开了笼罩在人类上空千年的神秘之力的真面目。在现代科学的基础上，未来科学的发展一定会有这样一个引领者，开创出新的科学领域，将科学技术推向更高峰。也许有生之年，我们还可以走向宇宙。