300年前天才牛顿是如何发现万有引力定律的
300年前,牛顿在剑桥大学期间,受苹果落地现象启发(传说),开始思考地面物体下落与天体运动的关联。当时,哥白尼的日心说、开普勒的行星运动定律已揭示行星绕日运行规律,但无人能解释其动力来源。牛顿结合自己的运动定律,推测行星维持轨道运行需向心力,而这力可能来自太阳的吸引。
他假设地球对月球的引力与地面物体所受重力是同一种力,通过计算验证:月球绕地球运动的向心加速度,恰为地面重力加速度的1/(地月距离与地球半径比值的平方),符合“平方反比”规律。结合开普勒第三定律(行星轨道半长轴三次方与周期平方成正比),牛顿推导出引力大小与两物体质量乘积成正比,与距离平方成反比,即万有引力定律。
1687年,他在《自然哲学的数学原理》中系统阐述这一定律,首次将地面与天体运动统一,奠定经典力学基础,开启近代物理学革命。