摘要：牛頓萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)是人類認(rèn)識(shí)自然規(guī)律方面取得的一個(gè)重大成果，進(jìn)行加工，并且更深入的思考與研究，靈活運(yùn)用各種數(shù)學(xué)知識(shí)，將微積分、幾何引力平方反比定律，接著他又將“質(zhì)量”引入引力理論，從向心力演化出引力，并證明它們與質(zhì)量和距離的定量關(guān)系，最終將向心力定律演化成萬有引力定律。從1665牛頓開始著手研究到1685年正式發(fā)現(xiàn)萬有引力定律，花了整整20年的漫長時(shí)間。關(guān)鍵詞：離心力向心力離心力定律引力平方反比定律萬有引力定律＇Gravitation：ThedetectionofNewton'sLowofUniversalGravitationisanimportantresultofthecognitionofnatureruleobtain.TheLawofUniversalGravitationisanimportantpartoftheclassicmechanics,anditlaythesolidtheoriesfoundationforthegravitationalastronomy.Newtonisagenerallyacceptedandgreatscientistintheworld.BeforeNewton,thereweremanyscientistsconcentratingontotheobservationandstudyoftheuniverse,butnoonecanestablishasystemtheory.Newtonwentforwardthepersons’researchresult,andconsideredmorethoroughlywithstudy,usingflexiblyeverykindofmathematicsknowledge,andleftcalculus,geometry,KeplersLaws,centrifugalforcelawsandcentripetalforcelowscombinetogether,thusprovedtheinverse-squarelawoftheattractionontheovalorbit.Thenimmediatelyafterheledthe"quantity"intothegravitationtheories,heevolvedthegravitationfromthecentrifugalforce,andprovedthemrelatedtothequantityandthedistance.AtlastheevolvedthecentrifugalforcelawstoLowofUniversalGravitation.From1665NesenteringupontothestudytodiscoveringtheLowofUniversalGravitationformallytill1685,itspendedexactly20years.Keywords:centrifugalforcecentripetalforcethecentrifugalforcelawstheLowofUniversaltheinverse-squarelawofattractionGravitationIsaacNewton1642～1727GalileoGalilei,1564～1642）逝世的同一年出生。英國18AlexanderPope）頌贊牛頓有時(shí)代的科學(xué)發(fā)現(xiàn)，是需要有堅(jiān)實(shí)的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)的。牛頓在1676年2月5號(hào)給胡克（RobertHooke，1635～1703）的信中曾說NicolausCopernicus1473～1543ReneDescartes，1596～1650EdmondHalley，1656～1742測(cè)和研究；丹麥天文學(xué)家第谷（TychoBrahe，1546～1601）連續(xù)二十多年對(duì)行JohannesKepler1571～1630）繼承了第谷留下的寶貴材料，并通過觀測(cè)研究，以及長期艱苦的計(jì)算，總件。念——引力平方反比思想——離心力定律——向心力定律——引力平方反比定律——萬有引力與質(zhì)量乘積成正比——萬有引力定律。一、離心力和向心力的概念1632年，伽利略發(fā)表了《關(guān)于托勒密和哥白尼兩大宇宙系統(tǒng)的對(duì)話》一書，重力具有統(tǒng)一性和地球運(yùn)動(dòng)是由太陽的引力所引起的?！蛾P(guān)于托勒密和哥白尼兩大宇宙系統(tǒng)的對(duì)話》一書是由薩拉斯布里（Salusbury）在1661年翻譯成英文發(fā)表的，牛頓讀過這個(gè)英譯本，這對(duì)牛頓后來的發(fā)現(xiàn)起了啟迪和先導(dǎo)的作用。直到1684年8—10Demotucorporumin）一文手稿中才第一次提出了向心力概念及其定義：定義1我把將一個(gè)物體推或拉向可看作一力]中心的任一點(diǎn)的力稱作向心力。二、引力平方反比思想法國天文學(xué)家布里阿德（IsmaelisBullialdus，1605～1694）在1645年發(fā)表AstronomiaPhilolacia，1645）的小冊(cè)子，他認(rèn)為太陽牛頓在1686年6月20種種跡象表明牛頓可能知道布里阿德的引力平方反比思想，譬如說從牛頓在1664Trinity）的行星運(yùn)動(dòng)部分以及約同時(shí)WasteBook）中可以看出牛頓是通過·斯特雷斯（T）1661這本書不僅提到布里阿德，而且應(yīng)用了他在1657年修改的一個(gè)理論，這個(gè)理論是關(guān)于橢圓軌道方程的。三、離心力定律的發(fā)現(xiàn)ChristianHuygens1629～1695）在1673年發(fā)表的《擺鐘》一書中提出來的，這種說法廣為流傳。其實(shí)牛頓早在1664年9月至1666引力平方反比關(guān)系的發(fā)現(xiàn)上。MertonRule對(duì)牛頓有著重要的影響作用。牛頓在學(xué)習(xí)《關(guān)于兩種新科學(xué)的對(duì)話》中提到的“莫爾頓規(guī)則”時(shí)，推導(dǎo)出來一個(gè)結(jié)論，即他在1665～1666年間寫的編號(hào)為MS·Add·3958，folio45的手稿中，關(guān)于離心力的計(jì)算得出的一個(gè)結(jié)果：一物體在等于半徑為R的圓周上運(yùn)動(dòng)的離心力的作用下，在一條直線上運(yùn)1動(dòng)，則在圓周上通過距離R運(yùn)動(dòng)的時(shí)間內(nèi)，物體將在直線上通過R的距離。2圓周運(yùn)動(dòng)為等速運(yùn)動(dòng)，所以沿圓周運(yùn)動(dòng)的距離R=vt，徑向運(yùn)動(dòng)則可以按自1由落體運(yùn)動(dòng)計(jì)算：若假設(shè)物體沿直線運(yùn)動(dòng)的距離為S，則S=R。由于落體沿指211v2向地心的垂直線自由落下，則落下距離Rgt，然后代入R=vt，則g。22R在兩端乘以質(zhì)量m，則離心力F=mv。2R力取代重力mg時(shí)，就得出離心力F=mv2R9年后惠更斯提出的離心力定律等效。四、引力平方反比定律定律不能混為一談，引力平方反比關(guān)系的思想和引力平方反比定律也要加以區(qū)1665～1666年間，牛頓因劍橋流行疫癥而回家，這期間，由于布里阿德的以牛頓把這項(xiàng)研究放到一邊，研究起其他問題了。1679年，牛頓知道運(yùn)用開普勒第二定律，但在證明方法上沒有突破，仍停留在1665～1666年的水平，即只能證明圓軌道上的而不是橢圓軌道上的引力平方反比關(guān)系。1680年1月6日，胡克在給牛頓的一封信中，提出了引力反比于距離的平方的假設(shè)，并問道，如果是這樣，行星的軌道將是什么形狀。牛頓在六十年代就平方反比關(guān)系做過有成效的論證，也因此造成后來在發(fā)現(xiàn)權(quán)上的爭論。到了1684年1C·，1632～1723）的家中，哈雷與雷恩復(fù)思考，最后于1684年8月專程到劍橋去拜訪牛頓，向他求教。牛頓說他在5年之前已經(jīng)完成了這一證明，但是沒有找到那份手稿。在8到10月間，牛頓重Demotu）一文手稿，寄給了哈雷。在這份的極限概念和微積分概念，用幾何法證明了橢圓軌道上的引力平方反比定律。1679年，皮卡（J·Picard，1620～1682）測(cè)得一緯度對(duì)應(yīng)的地球表面長度為69.1英里，而不是60英里。牛頓在1684年才知道皮卡的測(cè)定值，然后用以地球的平均半徑為19615800巴黎尺=3923.16定律，從而使這個(gè)定律的發(fā)現(xiàn)得到確認(rèn)。五、萬有引力與質(zhì)量乘積成正比律過渡到萬有引力定律不可缺少的必然階段。把運(yùn)動(dòng)三定律作為一個(gè)整體提出來去發(fā)現(xiàn)和表述萬有引力定律。1684年11月，牛頓在論運(yùn)動(dòng)的手稿之一《論物體的運(yùn)動(dòng)》中寫道“加速力引力與質(zhì)量乘以重力加速度成比例。在《原理》第一卷Ⅵ章“論球形物體之運(yùn)動(dòng)”中，牛頓把“質(zhì)量”概念正式六、萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)引力概念的過渡⑵把向心力定律由地面推廣到一切天體之間。力（gravitationforce1、2和4力定律才得以實(shí)現(xiàn)的。牛頓在命題Ⅴ的推論1有的行星和衛(wèi)星。因?yàn)?，毫無疑問，金星、水星以及其他所有星球，與木星和土星都是同一類星體，而由于所有的吸引（由定律Ⅲ）都是相互的，木星也為其所在《原理》第一卷中，牛頓在定理Ⅵ中的系2中明確得出“在任何不和與距離的平方成反比，即發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律：MmF=G（G為引力常數(shù)，M、m為物體的質(zhì)量，r為物體間的距離）r2萬有引力定律，哈雷早就計(jì)算和預(yù)言的哈雷彗星在17581798年卡文迪許（·Cavendish，1731～1810）測(cè)出了萬有引力恒量；1846年法國天文學(xué)家萊維利葉（U·J·J·Leverrier）和英國天文學(xué)家亞當(dāng)斯（J·C·Adams）利用萬有引力定律用計(jì)算的方法發(fā)現(xiàn)了海王星；1930年3月14日用同樣的方法發(fā)現(xiàn)了冥王星……本世紀(jì)以來對(duì)幾百萬光年宇宙結(jié)構(gòu)的研究都證明了萬有引力定律的正確性。上極其輝煌的一頁。參考文獻(xiàn)：[1]HWTheCorrespondenceofIsaacNewtonⅡ，1960301～436[2]Isaac，TheCorrespondenceofIsaacNewton，Ⅱ，436～445[3]閻康年，牛頓的科學(xué)發(fā)現(xiàn)與科學(xué)思想，湖南教育出版社，19