万有引力定律： （law of gravitation）物体间相互作用的一条定律,1687年为牛顿所发现.任何物体之间都有相互吸引力,这个力的大小与各个物体的质量成正比例,而与它们之间的距离的平方成反比.如果用m1、m2表示两个物体的质量,r表示它们间的距离,则物体间相互吸引力为F=（Gm1m2）/r2,G称为万有引力常数. 万有引力定律是牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中首先提出的.牛顿利用万有引力定律不仅说明了行星运动规律,而且还指出木星、土星的卫星围绕行星也有同样的运动规律.他认为月球除了受到地球的引力外,还受到太阳的引力,从而解释了月球运动中早已发现的二均差、出差等.另外,他还解释了慧星的运动轨道和地球上的潮汐现象.根据万有引力定律成功地预言并发现了海王星.万有引力定律出现后,才正式把研究天体的运动建立在力学理论的基础上,从而创立了天体力学. 简单的说,质量越大的东西产生的引力越大,地球的质量产生的引力足够把地球上的东西全部抓牢. 不但地球对它周围的物体有吸引作用,而且任何两个物体之间都存在这种吸引作用.物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间,称为万有引力. 万有引力是由于物体具有质量而在物体之间产生的一种相互作用.它的大小和物体的质量以及两个物体之间的距离有关.物体的质量越大,它们之间的万有引力就越大；物体之间的距离越远,它们之间的万有引力就越小. 两个可看作质点的物体之间的万有引力,可以用以下公式计算：F＝GmM/r2,即 万有引力等于重力常量乘以两物体质量的乘积除以它们距离的平方.其中G代表引力常量,其值约为6.67×10的负11次方单位 N·m2 /kg2.为英国科学家 卡文迪许通过扭秤实验测得. 两个通常物体之间的万有引力极其微小,我们察觉不到它,可以不予考虑.比如,两个质量都是60千克的人,相距0.5米,他们之间的万有引力还不足百万分之一牛顿,而一只蚂蚁拖动细草梗的力竟是这个引力的1000倍! 但是,天体系统中,由于天体的质量和大,万有引力就起着决定性的作用.在天体中质量还算很小的地球,对其他的物体的万有引力已经具有巨大的影响,它把人类、大气和所有地面物体束缚在地球上,它使月球和人造地球卫星绕地球旋转而不离去. 重力,就是由于地面附近的物体受到地球的万有引力而产生的. 任意两个物体或两个粒子间的与其质量乘积相关的吸引力.自然界中最普遍的力.简称引力,有时也称重力.在粒子物理学中则称引力相互作用和强力、弱力 、电磁力合称4种基本相互作用.引力是其中最弱的一种,两个质子间的万有引力只有它们间的电磁力的1／1035 ,质子受地球的引力也只有它在一个不强的电场1000伏／米的电磁力的1／1010.因此研究粒子间的作用或粒子 在电子显微镜和加速器中运动时,都不考虑万有引力的作用 .一般物体之间的引力也是很小的,例如两个直径为 1米的铁球 ,紧靠在一起时 , 引力也只有2.83×10-4牛顿,相当于0.03克的一小滴水的重量 .但地球的质量很大,这两个铁球分别受到4×104牛顿的地球引力 .所以研究物体在地球引力场中的运动时,通常都不考虑周围其他物体的引力.天体如太阳和地球的质量都很大,乘积就更大,巨大的引力就能使庞然大物绕太阳转动.引力就成了支配天体运动的唯一的一种力.恒星的形成,在高温状态下不弥散反而逐渐收缩,最后坍缩为白矮星、中子星和黑洞 , 也都是由于引力的作用,因此引力也是促使天体演化的重要因素. 万有引力的发现过程 在谈论万有引力发现的事件时,对於当时天文学及力学的发展情形也得有一些说明,才能了解当时代科学的背景,以及它是如何影响刺激牛顿发现万有引力. 牛顿的万有引力之简单涵义 牛顿并不是发现了重力,他是发现重力是「万有」的.每个物体都会吸引其他物体,而这股引力的大小只跟物体的质量与物体间的距离有关.牛顿的万有引力定律说明,每一个物体都吸引著其他每一个物体,而两个物体间的引力大小,正比於这它们的质量,会随著两物体中心连线距离的平方而递减.牛顿为了证明只有球形体可把「球的总质量集中到球的质心点」来代表整个球的万有引力作用的总效果而发展了微积分.然而不管距离地球多远,地球的重力永远不会变成零,即使你被带到宇宙的边缘,地球的重力还是会作用到你身上,虽然地球重力的作用可能会被你附近质量巨大的物体所掩盖,但它还是存在.不管是多小还是多远,每一个物体都会受到重力作用,而且遍布整个太空,正如我们所说的「万有」. 量子力学的解释 我们知道,由光子是物质的基本粒子来看,物质的构成本身没有意义,如果物质不能够与环境中的其它光子信息相互作用,它就不能将自己的能量、存在形式、表达给自然界,自己就是以纯暗物质的形式存在,尽管自己的寿命表现为无限长久,但是对环境、对自己没有意义,只有它不断与环境的其它光子信息相互作用光子能量,才能将自己的能量、质量表现出来,自己的光子信息才能变化,自己才能由生长到死亡,才能有自己存在的意义；这就是说任何物质,只要它存在,它就会不断地与环境中的其它光子信息相互作用,这样,物质的存在,各种作用力的存在,事实上,是通过自己周围的光子信息场完成的. 如图所示,物质 A 存在,是物质 A 不断与环境作用光子信息能量,而表现自己的质量,当物质 B 存在的时候,由于 B 也要不断与环境的光子信息相互作用,这 B 就不同程度地影响了 A 周围的光子信息内容,从宏观的角度来看,是 B 挡住了来自 A 周围的光子信息,改变了 A 周围的光子信息场,从大的方面来看,是来自于左方的光子信息能量要多一些,来自于 A 的右方光子信息能量要少一些,宏观表现为 B 对 A 有一个作用力,这个作用力,是所有物质共有的,称为万有引力. 也可以说成是,由于 B 的存在,导致了 A 周围的光子信息力场的形状发生了变化,这个力场的形状发生了变化,本来没有 B 的时候,物体 A 是一种平衡状态,有了 B 以后,光子信息的力场发生了变化,物体 A 的作用力,由于平衡变成了不平衡,人们自然会说,这是物体 B 存在的结果,是物体 B 对 A 的作用力. 相对论的解释 其实引力是不存在的.或者说引力只是这种现象的一种解释而已.它不同于其他力. “引力”其实是时空扭曲的表现,举一个二维的例子：一张绷直的橡皮筋网 1.放上两个质量不一,体积相同的球,网扭曲了 2.在1的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动,直线与（同一个）球的位置距离越近,轨迹弯区越大 3.在2的基础上,让一个球在橡皮筋网上作匀速直线运动接近两个质量不等的球,直线与两个球的距离相同,经过质量大的球,轨迹弯区大 2跟3说明的现象与引力相似,而且也有质量越大、距离越小,引力越大 物体由于惯性沿直线运动,但在扭曲的空间运动,表现出来就是受到引力影响 事实上,引力扭曲的是四维时空. 还有一个例子：光经过大质量天体时会扭曲,但引力不能作用于光,所以解释就是光沿直线传播,在扭曲的时空中运动,就会扭曲.但光还是沿直线传播 事实上,万有引力并不是一种真实的力,比如牛顿说的万有引力,是万物之间皆有引力的简写.有确凿证据表明：引力是电场力的作用.卡文迪许的扭秤测出的两个球之间的引力是“分子间力”.宇宙星体间的作用都是静电引力或斥力,圆周运动在于带电星体在另一星体的磁场中受到了洛仑兹力.