萬有引力發(fā)現(xiàn)的歷史背景

萬有引力的發(fā)現(xiàn)過程在談?wù)撊f有引力發(fā)現(xiàn)的事件時(shí)，對(duì)于當(dāng)時(shí)天文學(xué)及力學(xué)的發(fā)展情形也得有一些說明，才能了解當(dāng)時(shí)代科學(xué)的背景，以及它是如何影響刺激牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力。
萬有引力被發(fā)現(xiàn)的原因
牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的原因很多，主要因?yàn)橐幌聨c(diǎn)。
1.科學(xué)發(fā)展的要求：牛頓之前，有很多天文學(xué)家在對(duì)宇宙中的星星進(jìn)行觀察。經(jīng)過幾位天文學(xué)家的觀察記錄，到開普勒時(shí)，他對(duì)這些觀測(cè)結(jié)果進(jìn)行了分析總結(jié)，得到開普勒三定律：1.所有行星都繞太陽做橢圓運(yùn)行，太陽在所有橢圓的公共焦點(diǎn)上。2.行星的向徑在相等的時(shí)間內(nèi)掃過相等的面積。3. 所有行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等。
開普勒三定律是不容置疑的，但為什么會(huì)這樣呢？是什么讓它們做加速度不為零的運(yùn)動(dòng)？牛頓經(jīng)過研究思考解決了這個(gè)問題：物體之間存在萬有引力。當(dāng)然他發(fā)現(xiàn)萬有引力定量是一個(gè)漫長(zhǎng)而曲折的過程。
2.個(gè)人原因：牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，雖然是科學(xué)發(fā)展的要求，生產(chǎn)力發(fā)展的原因，但我們不能忽略牛頓本人的一些因素：聰明 勤于思考 擁有一定的知識(shí)量。據(jù)《物理學(xué)史》說：牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的那一段時(shí)間，廢寢忘食（每天魂不守舍，在食堂吃飯，飯碗在前，他在發(fā)呆。去食堂吃飯，卻走錯(cuò)了方向。一些老師在校園后的沙灘上散步時(shí)，看見了一些古怪的算式和符號(hào)）。1669年，他年僅27歲，就擔(dān)任了劍橋的數(shù)學(xué)教授．沒有知識(shí)哪能行啊? 還有1672年當(dāng)選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員．英國(guó)皇家學(xué)會(huì)不是一般人能進(jìn)去的，那是科學(xué)研究中心，里面的都是一流的科學(xué)家。
萬有引力是怎樣被發(fā)現(xiàn)的
1666年，23歲的牛頓還是劍橋大學(xué)圣三一學(xué)院三年級(jí)的學(xué)生?？吹剿尊钠つw和金色的長(zhǎng)發(fā)，很多人以為他還是個(gè)孩子。他身體瘦小，沉默寡言，性格嚴(yán)肅，這是人們更加相信他還是個(gè)孩子。他那雙銳利的眼睛和整天寫滿怒氣的表情更是拒人于千里之外。
黑死病席卷了倫敦，奪走了很多人的生命，那確實(shí)是段可怕的日子。大學(xué)被迫關(guān)閉，像艾薩克·牛頓這樣熱衷于學(xué)術(shù)的人只好返回安全的鄉(xiāng)村，期待著席卷城市的病魔早日離去。
在鄉(xiāng)村的日子里，牛頓一直被這樣的問題困惑：是什么力量驅(qū)使月球圍繞地球轉(zhuǎn)，地球圍繞太陽轉(zhuǎn)？為什么月球不會(huì)掉落到地球上？為什么地球不會(huì)掉落到太陽上？
在隨后的幾年里，牛頓聲稱這種事情已經(jīng)發(fā)生過。坐在姐姐的果園里，牛頓聽到熟悉的聲音，“咚”的一聲，一只蘋果落到草地上。他急忙轉(zhuǎn)頭觀察第二只蘋果落地。第二只蘋果從外伸的樹枝上落下，在地上反彈了一下，靜靜地躺在草地上。這只蘋果肯定不是牛頓見到的第一只落地的蘋果，當(dāng)然第二只和第一只沒有什么差別。蘋果落地雖沒有給牛頓提供答案，但卻激發(fā)這位年輕的科學(xué)家思考一個(gè)新問題：蘋果會(huì)落地，而月球卻不會(huì)掉落到地球上，蘋果和月亮之間存在什么不同呢？
第二天早晨，天氣晴朗，牛頓看見小外甥正在玩小球。他手上拴著一條皮筋，皮筋的另一端系著小球。他先慢慢地?fù)u擺小球，然后越來越快，最后小球就徑直拋出。
牛頓猛地意識(shí)到月球和小球的運(yùn)動(dòng)極為相像。兩種力量作用于小球，這兩種力量是向外的推動(dòng)力和皮筋的拉力。同樣，也有兩種力量作用于月球，即月球運(yùn)行的推動(dòng)力和重力的拉力。正是在重力作用下，蘋果才會(huì)落地。
牛頓首次認(rèn)為，重力不僅僅是行星和恒星之間的作用力，有可能是普遍存在的吸引力。他深信煉金術(shù)，認(rèn)為物質(zhì)之間相互吸引，這使他斷言，相互吸引力不但適用于碩大的天體之間，而且適用于各種體積的物體之間。蘋果落地、雨滴降落和行星沿著軌道圍繞太陽運(yùn)行都是重力作用的結(jié)果。
人們普遍認(rèn)為，適用于地球的自然定律與太空中的定律大相徑庭。牛頓的萬有引力定律沉重打擊了這一觀點(diǎn)，它告訴人們，支配自然和宇宙的法則是很簡(jiǎn)單的。
牛頓推動(dòng)了引力定律的發(fā)展，指出萬有引力不僅僅是星體的特征，也是所有物體的特征。作為所有最重要的科學(xué)定律之一，萬有引力定律及其數(shù)學(xué)公式已成為整個(gè)物理 學(xué)的基石。
當(dāng)然，當(dāng)時(shí)牛頓提出了萬有引力理論，卻未能得出萬有引力的公式，因?yàn)楣街械摹癎”實(shí)在太小了，因此他提出：F∝mM/r^2。直到1798年英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用著名的卡文迪許扭秤（即卡文迪許實(shí)驗(yàn)）較精確地測(cè)出了引力恒量的數(shù)值。