萬有引力定律是艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上發(fā)表的。關(guān)于這一定律大家了解嗎?知道它是誰發(fā)明的嗎?知道它的發(fā)明歷史嗎?跟著學(xué)習(xí)啦小編一起來看看吧。跟著學(xué)習(xí)啦小編一起來看看吧。

　　萬有引力的發(fā)現(xiàn)者以及發(fā)現(xiàn)歷史

　　伽利略1632實(shí)際已經(jīng)提離力向力初步想布阿德1645提引力平比關(guān)系思想.牛頓1665—1666手稿用自式證明離力定律向力詞能首先現(xiàn)《論運(yùn)》第手稿般認(rèn)離力定律惠更斯1673發(fā)表《擺鐘》書提根據(jù)16848月-10月《論轉(zhuǎn)物體運(yùn)》文手稿牛頓能手稿第提向力及其定義

　　萬引力與相作用物體質(zhì)量乘積比發(fā)現(xiàn)引力平反比定律渡發(fā)現(xiàn)萬引力定律必要階段.·牛頓1665至1685花整整20間才沿著離力—向力—重力—萬引力概念演化順序終于提萬引力概念詞匯·牛頓《自哲數(shù)原理》第三卷寫道：由實(shí)驗(yàn)文觀測(cè)普遍顯示球周圍切體球重力所吸引并且其重力與各自含物質(zhì)量比例則月球同按照物質(zhì)量球重力所吸引另面顯示我海洋月球重力所吸引;并且切行星相互重力所吸引彗星同太陽重力所吸引由于規(guī)則我必須普遍承認(rèn)切物體論都賦與相互引力(gravitation)原理根據(jù)表象所切物體萬引力(universal gravitation)論證……

　　牛頓1665—1666間用離力定律普勒第三定律能證明圓軌道橢圓軌道引力平反比關(guān)系1679知道運(yùn)用普勒第二定律證明沒突破仍停留1665—1666水平16841月哈雷、雷恩、胡克牛頓都能夠證明圓軌道引力平反比關(guān)系都已經(jīng)知道橢圓軌道遵守引力平反比關(guān)系能牛頓才根據(jù)普勒第三定律、離力定律演化向力定律數(shù)極限概念或微積概念才用幾何證明難題

　　萬有引力的意義

　　萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)，是17世紀(jì)自然科學(xué)最偉大的成果之一。它把地面上物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律統(tǒng)一了起來，對(duì)以后物理學(xué)和天文學(xué)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。它第一次解釋了(自然界中四種相互作用之一)一種基本相互作用的規(guī)律，在人類認(rèn)識(shí)自然的歷史上樹立了一座里程碑。

　　萬有引力定律揭示了天體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，在天文學(xué)上和宇宙航行計(jì)算方面有著廣泛的應(yīng)用。它為實(shí)際的天文觀測(cè)提供了一套計(jì)算方法，可以只憑少數(shù)觀測(cè)資料，就能算出長(zhǎng)周期運(yùn)行的天體運(yùn)動(dòng)軌道，科學(xué)史上哈雷彗星、海王星、冥王星的發(fā)現(xiàn)，都是應(yīng)用萬有引力定律取得重大成就的例子。利用萬有引力公式，開普勒第三定律等還可以計(jì)算太陽、地球等無法直接測(cè)量的天體的質(zhì)量。牛頓還解釋了月亮和太陽的萬有引力引起的潮汐現(xiàn)象。他依據(jù)萬有引力定律和其他力學(xué)定律，對(duì)地球兩極呈扁平形狀的原因和地軸復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，也成功的做了說明。推翻了古代人類認(rèn)為的神之引力。

　　對(duì)文化發(fā)展有重大意義：使人們建立了有能力理解天地間的各種事物的信心，解放了人們的思想，在科學(xué)文化的發(fā)展史上起了積極的推動(dòng)作用。

　　萬有引力的適用范圍

　　經(jīng)典萬有引力定律反映了一定歷史階段人類對(duì)引力的認(rèn)識(shí)，在十九世紀(jì)末發(fā)現(xiàn)，水星在近日點(diǎn)的移動(dòng)速度比理論值大，即發(fā)現(xiàn)水星軌道有旋緊，軌道旋緊的快慢的實(shí)際值為42.9″每世紀(jì)。這種現(xiàn)象用萬有引力定律無法解釋，而根據(jù)廣義相對(duì)論計(jì)算的結(jié)果旋緊是43.0″每世紀(jì)，在觀測(cè)誤差允許的范圍內(nèi)。此外，廣義相對(duì)論還能較好地解釋譜線的紅移和光線在太陽引力作用下的偏轉(zhuǎn)等現(xiàn)象。這表明廣義相對(duì)論的引力理論比經(jīng)典的引力理論進(jìn)了一步。

　　在法拉第和麥克斯韋之后，人們看到物理的實(shí)在除了粒子還有場(chǎng)。電磁場(chǎng)具有動(dòng)量和能量且能傳播電磁波。這使人們聯(lián)想萬有引力定律也是物理的實(shí)在，能傳播引力波，也有許多人努力探測(cè)它，但目前尚無很好的結(jié)果。電磁波的傳播可用光子解釋，類似地，光子也導(dǎo)致引力子概念的引出。萬有引力也不再是超距作用，而以引力子為媒介。但這些目前都是物理學(xué)家正在探索的領(lǐng)域。

　　經(jīng)典力學(xué)的適用范圍并引入普朗克常量和真空中光速來界定經(jīng)典力學(xué)的領(lǐng)地。粗糙的說，經(jīng)典的萬有引力定律適用范圍也可用一數(shù)量表示。現(xiàn)在引入引力半徑Rg=2Gm∕c2，G、m分別表示引力常量和產(chǎn)生引力場(chǎng)的球體的球體的質(zhì)量，c為光速。用R表示產(chǎn)生力場(chǎng)球體之半徑，若Rg∕R《1，則可用牛頓引力定律。對(duì)于太陽，Rg∕R≈10 ,應(yīng)用牛頓引力定律無問題;即使是對(duì)致密的白矮星，Rg∕R≈十的負(fù)三次方～十的負(fù)四次方，也仍然可用牛頓萬有引力定律;至于中子星，Rg∕R≈1∕3，這便有必要引用廣義相對(duì)論。至于黑洞和宇宙大爆炸，應(yīng)當(dāng)是應(yīng)用廣義相對(duì)論的。

　　萬有引力的局限性

　　當(dāng)牛頓非凡的工作使萬有引力定律能夠?yàn)閿?shù)學(xué)公式所表示后，他仍然不滿于公式中所隱含的“超距作用”觀點(diǎn)。他從來沒有在他的文字中“賦予產(chǎn)生這種能力的原因”。在其它情況下，他使用運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象來解釋物體受到不同力的作用的原因，但是對(duì)于重力這種情況，他卻無法用實(shí)驗(yàn)方法來確認(rèn)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了重力。此外，他甚至還拒絕對(duì)這個(gè)由地面產(chǎn)生的力的起因提出假設(shè)，而這一切都違背了科學(xué)證據(jù)的原則。

　　牛頓的經(jīng)典力學(xué)只適用于低速、宏觀、弱引力，而不適用于高速、微觀與強(qiáng)引力。

　　牛頓對(duì)重力的發(fā)現(xiàn)埋葬了“哲學(xué)家至今仍在愚蠢地試圖探索自然”(philosophers have hitherto attempted the search of nature in vain)這句所謂的真理，就同他深信著的“有各種因素”使得“各種迄今未知的原因”是所有“自然現(xiàn)象”的基礎(chǔ)。這些基本的現(xiàn)象至今仍在研究中，而且，雖然存在著許多種的假設(shè)，最終答案仍然沒有找出。 雖然愛因斯坦的假設(shè)的確比牛頓的假設(shè)更能精確地解釋確定案例中萬有引力的作用效果，但是他也從來沒有在他的理論中為這種能力賦予一個(gè)原因。在愛因斯坦的方程式中，“物質(zhì)告訴空間怎么扭曲，空間告訴物質(zhì)怎么移動(dòng)”(matter tells space how to curve, and space tells matter how to move)，但是這個(gè)完全異于牛頓世界的新的思想，也不能使愛因斯坦所賦予“產(chǎn)生這種能力的原因”比萬有引力定律使牛頓所賦予的原因更能使空間產(chǎn)生扭曲。牛頓自己說：

　　我還沒有能力去從現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生這些重力特性的原因，而且我無法臆測(cè)……我所解釋的定律和豐富的天體運(yùn)動(dòng)的計(jì)算已經(jīng)足夠于說明重力的確存在并能產(chǎn)生效果。一個(gè)物體可以不通過任何介質(zhì)穿過真空間的距離對(duì)另一個(gè)物體產(chǎn)生作用，在此之上它們的活動(dòng)和力可以傳送自對(duì)方，這對(duì)于我來說簡(jiǎn)直就是一個(gè)天大的謬論。因此，我相信，任何有足夠的哲學(xué)思維能力的人都不會(huì)沉溺于此。 I have not yet been able to discover the cause of these properties of gravity from phenomena and I feign no hypotheses... It is enough that gravity does really exist and acts according to the laws I have explained, and that it abundantly serves to account for all the motions of celestial bodies. That one body may act upon another at a distance through a vacuum without the mediation of anything else, by and through which their action and force may be conveyed from one another, is to me so great an absurdity that, I believe, no man who has in philosophic matters a competent faculty of thinking could ever fall into it.

　　需注意的是，這里使用的單詞“原因(cause)”并不是“起因(cause)和影響”或者“被告導(dǎo)致(cause)受害者死亡”中所表示的意義。何況，當(dāng)牛頓使用單詞“原因(cause)”時(shí)，他(明顯地)意指為一種“解釋”?；蛘哒f，像“牛頓學(xué)說的重力是行星運(yùn)動(dòng)的原因”這個(gè)短語的意思就是牛頓學(xué)說的重力解釋了行星的運(yùn)動(dòng)。
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