万有引力是怎么被证明的

bdqnwqk7个月前问题7

最开始的时候,是Kaplar写了三条定律:
1. 行星轨道是一个椭圆形

2. 恒星的在这个椭圆的焦点上
3. 行星轨道半长轴的一半的三次方与行星运动周期的平方比值为定值
同时,Newton通过总结前人的经验,提出了三条原理:
1. 没有力的时候,物体只做匀速直线运动或静止

2. 物体动量变化率与受到的力成正比
3. 物体的作用力与作用力大小相等、方向相反;当两个物体看成质点的时候,力的作用线必须在两个质点的连线上(仅对经典力学)
因此,当考察行星运动的时候,简略的模型是行星只受到恒星的力,我们设这个力为F
于是可以根据这个F对于一个椭圆形轨道列动力学方程:
1. 施力物体在焦点上

2. 受力物体在椭圆上
3. 受力物体运动周期在施力物体一定的情况下只和轨道半径有关
因此可以发现两个天体之间的力一定是一个引力,而且大概与半径的平方成反比
由于和行星质量没有关系,所以力必须和行星质量成正比;因为这个力分不清行星和恒星,所以也必须和恒星质量成正比。
当时没有电磁学呢,所以这个力只和质量有关。所以就认为是质量产生了这个力
后来大家观测天体的时候发现Newton万有引力公式可以描述几乎一切天体的运动(后来发现也许行星的运动不是椭圆,而是抛物线、双曲线……),好像彗星的计算在这里面帮了很大的忙;而且没有发现有什么和它相悖
于是大家就认为这个公式是正确的
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TIP:如果你只是高中生或者大一非理科本科生好奇,看了上面的就算了;下面多说几句,以防日后出现一个新的民科:
物理“定律”本身应当是不能证明的,因为它相当于数学上的“公理”,所以上述大概只是“牛顿是怎么得到它”的过程,严格来说这不算“证明”(毕竟这不可能是牛顿脑子一抽被托梦写出来的,所以肯定是有个导出过程)
物理“定律”的生命历程:发现一个事实->计算这个事实的数学模型->用这个模型预言其他的事实->用更多的数据来检验->大家发现找不到反例,于是是正确的(“证明”了)->终于有一天找到了反例,于是是错误的(证伪了)
即:我的理论能解释一切,说明这是个可实现模型;我用这个模型导出来的事实都被证明了,你们也承认了,那么此时这就是一个定律。既然你们承认了,那么你们要做的是反驳我,反驳不出来我不对也是对的。此时你们不应当要求我拿出证明,你们需要拿出证伪才对。