为什么牛顿可以发现万有引力（牛顿发现的34）

"万有引力"一词本身一开始既不是科学定律，也不是科学理论。在人们有了牛顿引力定律之后，它将引力定义为一种力，并描述了这种力是基于什么，即描述了物体的质量和它们之间的距离的关系。

再者，在科学的背景下，以及"理论"、"定律"、"假设"和其他各种术语的相关用法中，"定律"是一个相对简单的方程，连接了一些重要的变量。"定律"在任何方面都不是"优于"或"比重要"，或"高于"理论。"定律"是理论的一小部分。

举个例子，非常简单，理解起来很困难，而这似乎是邓宁克鲁格的精髓所在，引力是可以观察到的东西，行星由于某种作用而保持在轨道上，因此人们可以提出一种假设，即在观察到的行星的椭圆轨道的焦点和该焦点处的恒星之间存在一种力。经过椭圆等的数学模型表明，任何特定行星的质量、恒星、它们之间的距离，以及轨道时间，甚至轨道上任何一点的速度之间都存在关系。这个关系是一个非常有用的方程，可以回答很多问题。因此，它被称为定律。

在一种理论中被认为是一种定律并不意味着它是完美的，不是从来没有争议、没有修改、甚至被拒绝。牛顿的引力是重要的,至今为止它仍然是一个足够好的框架。它的存在允许了人们能在其它行星上的土地中操作,使得旅行者1号和2号系统达到星球最外层达或者超越最外层,但同时爱因斯坦的工作表明,只有一个近似适用于那种速度和质量等等，例如在人们的"正常的生活"中只要接近光速，你就需要相对论——另一个有更多"定律"的理论。

通过"万有引力"这个标签，人们用它来描述地球对巨大物体的吸引力(在牛顿的思想中)。简而言之，重力使物体下落。"万有引力"一词本身既不是科学定律，也不是科学理论。人们有牛顿引力定律，它将引力定义为一种力，并描述了这种力似乎是基于什么即物体的质量和它们之间的距离。

定律是观察的概括表明，所有质量大的物体之间似乎都有一个力，这个力与物体质量的乘积成正比，与物体中心间距离的平方成反比。这不是一个解释，而是牛顿对于这种力的存在没有任何假设，但通过事实证明他是对的。牛顿最后得出结论，事实上，物体之间都会得到同样的力的影响。他以拉丁词"gravity"命名了这种力，而这个意思是质量的意思，字面意思是"沉重"或"重量"。

人们依据爱因斯坦的广义相对论作为解释，即在加速参考系中出现的虚拟力，因为空间在质量附近是弯曲的，证明了这是一个科学的引力理论。因此，引力本身并不是"一个科学定律的例子"。它只是一个术语。牛顿的万有引力定律为人们提供了万有引力性质的数学描述，所以如果人们知道两个物体的质量，以及两个物体质心之间的距离，就能计算出两个不相撞物体之间的引力。

物体的重心(通常与它的质心相同)在这些情况下是有用的。人们观察重力并进行计算，就好像物体的整个质量都集中在重力中心一样。在简单的形状中——球体、圆盘、矩形板、立方体等等，这个点位于物体的几何中心。这种理想的引力相互作用模型可以应用于大多数实际应用，尽管在一些更深奥的情况下，如非均匀引力场，为了精确起见，可能需要进一步的注意。

例如太阳和火星之间的引力，或者自己和一碗冰激凌之间的引力。人们可以用牛顿万有引力定律计算出强大的引力是地球和对象之间的下降,这将让人类计算它的加速下跌,多长时间撞到地面,它将会影响速度,需要多少能量再次捡起来等等。

虽然定律让人们对发生的事情进行了相当多的计算，但请注意，它并没有告诉人们发生的原因。这就是理论的作用。用科学的语言来说，理论就是对事物发生的原因和方式的解释。对于宇宙中的引力，人们也能用爱因斯坦的广义相对论解释为什么人们能感知到牛顿用数学描述的力。

牛顿发现了月球的运动和一个物体在地球上自由下落的运动之间的关系。通过他的动力学和引力理论，他解释了开普勒定律，建立了现代定量的引力科学。牛顿假设所有质量大的物体之间都存在一种引力，同时这种引力不需要物质之间有所接触，他们能在远处起作用。通过运用他的惯性定律，即生活中那些不受匀速直线运动的力作用的物体，从而得出结论:要使月球绕地球作圆周运动而不是作直线运动的话需要地球对月球施加力的作用。他意识到，从长远来看，这个力可能和地球表面向下拉物体的力是一样的。

当牛顿发现月球的加速度比地球表面的加速度小1/ 3600时，他把3600与地球半径的平方联系起来。他计算出的圆形轨道运动半径R和T时期需要恒定的加速度等于4π2和半径的平方的比值。月球的轨道半径约为384,000公里，大约60地球半径。它的周期是27.3天，确切来说它的天气周期，或按月相测量的周期，大约是29.5天。牛顿发现月球在其轨道上的向内加速度为每秒0.0027米，相当于地球表面一个下落物体加速度的1/60的平方。

在牛顿的理论中，物质的每一个最小粒子都以万有引力吸引其他所有粒子，在这个基础上，他证明了具有球形对称性的有限物体的引力与物体中心的整个质量的引力是相同的。更一般地说，任何物体在足够远的距离上的引力等于质量中心的整个质量的引力。因此，它可以把两个加速度联系起来，一个是月球的加速度，另一个是自由落在地球上的物体的加速度，这是一个共同的相互作用，如果物体之间的距离增加一倍，它们的互相引力作用力就会减少掉四分之三。

牛顿的万有引力定律，科学化的描述了宇宙中任何物质粒子对其他物质的引力关系，用符号表示引力的大小，F = G乘以群众的产品和除以R的平方距离:F = G (m1m2) / R2。

牛顿在1687年提出了这一定律，并用它来解释观测到的行星及其卫星的运动。早在17世纪，开普勒就将这一定律简化为数学形式。

万有引力定律已经被一次又一次地证明了。它有也存在了足够长的时间，被足够多的人接受。人们被认为是一种规律而不是一种理论。一个理论可以被证据证明，但也可以被推翻。规律很少改变。虽然也有关于引力的理论。不同之处在于，理论解释了为什么会发生，而定律让我们计算出一种方法来找出发生了什么。在牛顿的万有引力定律中，这个公式可以让人们计算出宇宙中各个星球的引力，成为了人类探索出了宇宙的一把钥匙。