《宇宙之问》万有引力是如何发现的？

艾萨克·牛顿（1643—1727），万有引力的发现者，他是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。

艾萨克·牛顿

1666年，牛顿从苹果落地的现象得到启发，发现了万有引力，并编入1687年出版的《自然哲学的数学原理》的一书中，牛顿认为引力存在于任何两个可以视为质点的物体之间，并且引力的大小与两物体质量的乘积成正比，同时与两质点间距离的平方构成反比关系。

在万有引力发现的背后，有一个广为流传的故事。事情发生在1666年，牛顿在自己的故乡躲避瘟疫，在这段时间里，他一直在思索着：是什么力量驱使着月球围绕着地球旋转，地球围绕着太阳旋转？

在一个偶然的机会下，牛顿找到了这个问题的答案。这天，天气爽朗，牛顿坐在姐姐的果园里，也不知道在想什么，突然间，树上掉下了一个苹果，砸在牛顿的脑袋上，这个事件激发了牛顿的灵感，并产生了另外一个疑问：是什么原因使苹果从树上掉落在地面上？

牛顿开始大胆猜测，苹果之所以会落到地面上，必定是受到某种力的作用，然而这种神秘的力是什么呢？

牛顿把这种神秘的力称为引力，由于地球对苹果有吸引作用，这种神秘的吸引力使苹果拥有重力，正是由于重力作用，苹果才从树上落到了地面。

他指出，重力的作用是由引力而引起的，但这两种力的作用方向是不同的，引力的作用方向是指向地心的，但重力的作用方向是竖直向下的。

牛顿把引力和重力的概念区分开来以后，把引力推广到宇宙中，他认为，苹果与地面之间的牵引作用与月球和地球之间，以及地球与太阳之间的牵引作用是相同性质的，它存在于任何两个可以视为质点的物体之间，是一种万有的作用力，因此，牛顿把引力称为万有引力。

就这样，牛顿解决了思考已久的疑惑。月球是因为受到地球的引力才围绕地球旋转，而地球是受到太阳引力才围绕太阳旋转。

牛顿还认为引力不管距离有多远，都不会消失，即使在宇宙的边缘，尽管引力被周围的物体所掩盖，那里的物体也会受到引力的影响，也就是说引力不管多么遥远，多么微弱，它都是存在的，并且遍布整个宇宙。

万有引力发现以后，牛顿开始推算物体间的引力规律，他发现引力随着距离平方的增大而减少，引力的大小与两物体质量的大小存在一定关系，两物体的质量越大，它们之间的引力作用就越强。其关系式为：

F Mm/r^2

为了使这个关系式成立，牛顿设想了引力常数G，并建立起了恒等式。万有引力的最终表达式如下：

F=GMm/r^2

万有引力的大小与两物体质量的乘积成正比，同时与两质点间距离的平方构成反比。

参考资料：

1.《自然哲学的数学原理》艾萨克·牛顿

2.《宇宙密码》赵宁