解读人类对引力的探索史，一步步接近万有引力的本质！

引力，在我们身边无处不在，它是我们能够安稳地站在地面的原因。或许是对引力太习以为常了，以至于我们经常会忽略引力的存在，也很少会追问引力更本质的东西。

但是科学家们就不一样了，他们具有常人不具备的敏锐嗅觉，好奇心和探索欲望极强，很多被普通人认为理所当然的事实，科学家总是会问为什么。

先从日心说和地心说的较量说起。

地心说统治了上千年，直到哥白尼的出现，动摇了地心说的统治地位。哥白尼通过不断观察发现，如果天体围绕地球运行的话，运行轨迹显得复杂。如果天体都围绕太阳运行的话，运行轨迹就非常简单。

按照“奥卡姆剃刀”原理的诠释，如无必要勿增实体，哥白尼大胆提出了日心说，太阳代替地球成为中心。哥白尼的行为惹怒了当时的宗教人士，被认为触犯了天条，结果被活活烧死。

但是哥白尼的死去并没有阻挡真理的到来。布鲁诺继承了哥白尼的思想，甚至比哥白尼更激进。

布鲁诺不但支持日心说，更是提出宇宙是无限大的，而太阳只是无数恒星中非常普通的一颗。在这种观点下，人类和地球渺小得如同蝼蚁。结果与前辈哥白尼一样，布鲁诺同样被烧死。

接下来，一位天文学家的出现，开启了人类认识太阳系的新篇章，他就是开普勒。他提出的三大定律让人类首次认识到了太阳系的运行规律，这三大定律也成为牛顿经典力学的基础。

第一，太阳系所有行星围绕太阳运行的轨道都是椭圆形，而太阳位于椭圆的焦点上。

第二，距离太阳近，行星的速度就快，反之就慢。单位时间内行星扫过的面积相等。

最后一条，行星公转周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。

上面就是在牛顿之前，人类对太阳系的研究历史。除此之外，还有另外一个伟大的物理学家伽利略，他提出了物体运动与力之间的关系，认为静止的物体在没有外力作用时，会一直保持静止。而运动的物体在没有外力作用的情况下，会一直保持匀速直线运动。

实际上伽利略的思想就是惯性定律的雏形，只不过当时的伽利略并不知道其中的原因。

在开普勒和伽利略之后，另一位物理学界大佬终于登场了，他就是牛顿，继承了前辈们的思想，牛顿终于提出了伟大的万有引力定律。

当时的牛顿一直有一个疑问，既然伽利略说不受外力作用的运动物体，会一直保持匀速直线运动，那么地球为什么不是匀速直线运动呢？

很显然，肯定某种力作用在了地球上，改变了地球的运行轨迹。这种力到底来自哪里？

看到苹果落地启发了牛顿，给了他灵感，万有引力理论呼之欲出。当然整个过程肯定不会如此简单，这里只是简单描述。

虽然提出了伟大的万有引力，但牛顿知道还有一个更大的问题没有解决：引力到底是如何产生的？万物之间为什么会有引力！

任何时代都有无法突破的局限性，牛顿时代也是如此，牛顿不知道问题的答案，但他知道引力的背后肯定隐藏着更深层的宇宙奥秘。我们当然不能怪牛顿没有发现，他显然已经做得足够好了，但时代的局限性让他无论如何是不能突破的。

这个问题其实也为后来的相对论埋下了伏笔。也就是引力到底是如何传递的？

日常生活常识告诉我们，如果想推动一个物体，就需要接触这个物体，不可能实现隔空打物。所以说，力的传播是需要有介质的。

那么引力的介质是什么呢？人们苦苦寻找但就是找不到。无奈只能假设一种叫做以太的物质，以太就是引力传播的介质。

但是科学是讲究证据的，光假设显然是不行的，没有任何说服力。所以在很长一段时间里，科学家进行大量实验来寻找以太，但都无疾而终。反而越来越多的实验证明以太是不存在的。

直到爱因斯坦在1915年提出了广义相对论，一种全新的引力理论，让真正解决了引力的传播介质问题，也让我们接近了引力的本质。

广义相对论认为，引力的本质其实是时空弯曲。时间和空间是有机的整体，简称时空，两者不可分割。而且时空结构并不是绝对不变的，而是相对的，非常有弹性，就像一块弹性布料那样，可以伸缩，拉扯，甚至撕裂。

说白了，在爱因斯坦看来，引力其实是不存在的，它只是时空弯曲的表象而已。

任何有质量的或能量的物体都会影响周围的时空，压缩时空，具体是如何压缩的呢？

由于宇宙并不存在所谓的上下这种概念，所以网络上很多示意图其实并不严谨，并不是向下压缩，而是朝着物体的质心方向压缩，示意图也是为了更直观通俗地让我们了解而已。

具体来讲就是，时空告诉物体如何运动，物体告诉时空如何弯曲。

当然，这并不是说牛顿的万有引力理论就是错的，就没有用了。事实上，如今统治我们世界的仍旧是万有引力理论。

万有引力理论是广义相对论的特例和近似值，而只有大质量的天体对时空的影响才比较明显，在我们生活的地球上，万有引力仍旧十分精确，根本用不着更为精确的广义相对论。只有上升到宇宙的尺度，广义相对论的精确性才能体现出来。