牛頓發明萬有引力

⑴ 牛頓是如何發現萬有引力說的

1643年1月4日，在英格蘭林肯郡小鎮沃爾索浦的一個自耕農家庭里，牛頓誕生了。牛頓是一個早產兒，出生時只有3磅重，接生婆和他的親人都擔心他能否活下來。但誰也沒有料到，這個看起來微不足道的小東西以後會成為了一位震古爍今的科學巨人，並且竟活到了85歲的高齡。

牛頓出生前3個月父親便去世了。在他兩歲時，母親改嫁給一個牧師，把牛頓留在外祖母身邊撫養。11歲時，母親的後夫去世，母親帶著和後夫所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓牛頓自幼沉默寡言，性格倔強，這種習性可能來自他的家庭處境。

大約從5歲開始，牛頓被送到公立學校讀書。少年時的牛頓並不是神童，他資質平常，成績一般，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡單機械模型製作方法的讀物，並從中受到啟發。他喜歡自己動手製作些奇奇怪怪的小玩意，如風車、木鍾、折疊式提燈等等。

傳說小牛頓把風車的機械原理摸透後，自己製造了一架磨坊的模型，他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，然後在輪子的前面放上一粒玉米，剛好那地方是老鼠可望不可即的位置。老鼠想吃玉米，就不斷地跑動，於是輪子不停地轉動；有一次他放風箏時，在繩子上懸掛著小燈，夜間村人看去驚疑是彗星出現；他還製造了一個小水鍾。每天早晨，小水鍾會自動滴水到他的臉上，催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻，尤其喜歡刻日晷，家裡牆角、窗檯上到處安放著他刻畫的日晷，用以驗看日影的移動。

牛頓12歲時進了離家不遠的格蘭瑟姆中學。牛頓的母親原希望他成為一個農民，但牛頓本人卻無意於此，而酷愛讀書。隨著年歲的增長，牛頓越發愛好讀書，喜歡沉思，做科學小實驗。他在格蘭瑟姆中學讀書時，曾經寄宿在一位葯劑師家裡，使他受到了化學試驗的熏陶。

牛頓在中學時代學習成績並不出眾，只是愛好讀書，對自然現象有好奇心，例如顏色、日影四季的移動，尤其是幾何學、哥白尼的日心說等等。他還分門別類的記讀書筆記，又喜歡別出心裁地作些小工具、小技巧、小發明、小試驗。

1661年，19歲的牛頓以減費生的身份進入劍橋大學三一學院，靠為學院做雜務的收入支付學費。1664年成為獎學金獲得者，1665年獲學士學位。

由於牛頓在劍橋受到數學和自然科學的熏陶和培養，對探索自然現象產生濃厚的興趣，家鄉安靜的環境又使得他的思想展翅飛翔。1665~1666年這段短暫的時光成為牛頓科學生涯中的黃金歲月，他在自然科學領域內思潮奔涌，才華迸發，思考前人從未思考過的問題，踏進了前人沒有涉及的領域，創建了前所未有的驚人業績。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說，說的也是此時發生的軼事。

在牛頓以前，天文學是最顯赫的學科。但是為什麼行星一定按照一定規律圍繞太陽運行？天文學家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發現說明，天上星體運動和地面上物體運動都受到同樣的規律——力學規律的支配。

早在牛頓發現萬有引力定律以前，已經有許多科學家嚴肅認真地考慮過這個問題。比如開普勒就認識到，要維持行星沿橢圓軌道運動必定有一種力在起作用，他認為這種力類似磁力，就像磁石吸鐵一樣。1659年，惠更斯從研究擺的運動中發現，保持物體沿圓周軌道運動需要一種向心力。胡克等人認為是引力，並且試圖推導引力和距離的關系。

哈雷1664年，胡克發現彗星靠近太陽時軌道彎曲是因為太陽引力作用的結果；1673年，惠更斯推導出向心力定律；1679年，胡克和哈雷從向心力定律和開普勒第三定律，推導出維持行星運動的萬有引力和距離的平方成反比。

牛頓自己回憶，1666年前後，他在老家居住的時候已經考慮過萬有引力的問題。最有名的一個說法是：在假期里，牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次，像以往屢次發生的那樣，一個蘋果從樹上掉了下來……

一個蘋果的偶然落地，卻是人類思想史的一個轉折點，它使那個坐在花園里的人的頭腦開了竅，引起他的沉思：究竟是什麼原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢？牛頓思索著。終於，他發現了對人類具有劃時代意義的萬有引力。

牛頓高明的地方就在於他解決了胡克等人沒有能夠解決的數學論證問題。1679年，胡克曾經寫信問牛頓，能不能根據向心力定律和引力同距離的平方成反比的定律，來證明行星沿橢圓軌道運動。牛頓沒有回答這個問題。1685年，哈雷登門拜訪牛頓時，牛頓已經發現了萬有引力定律：兩個物體之間有引力，引力和距離的平方成反比，和兩個物體質量的乘積成正比。

當時已經有了地球半徑、日地距離等精確的數據供計算使用。牛頓向哈雷證明地球的引力是使月亮圍繞地球運動的向心力，也證明了在太陽引力作用下，行星運動符合開普勒運動三定律。

在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學的數學原理》一書。皇家學會經費不足，出不了這本書，後來靠了哈雷的資助，這部科學史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。

牛頓在這部書中，從力學的基本概念（質量、動量、慣性、力）和基本定律（運動三定律）出發，運用他所發明的微積分這一銳利的數學工具，不但從數學上論證了萬有引力定律，而且把經典力學確立為完整而嚴密的體系，把天體力學和地面上的物體力學統一起來，實現了物理學史上第一次大的綜合。

隨著科學聲譽的提高，牛頓的政治地位也很快得到了提升。1689年，他當選為國會中的大學代表。作為國會議員，牛頓逐漸開始疏遠給他帶來巨大成就的科學。他不時表示出對以他為代表的領域的厭惡。同時，他的大量的時間花費在了和同時代的著名科學家如胡克、萊布尼茲等進行科學優先權的爭論上。

晚年的牛頓在倫敦過著優越的生活。1705年他被安妮女王封為貴族。此時的牛頓非常富有，被普遍認為是生存著的最偉大的科學家。他擔任英國皇家學會會長，在他任職的二十四年時間里，他以鐵腕統治著學會。沒有他的同意，任何人都不能被選舉。

1727年3月20日，偉大的艾薩克·牛頓逝世。同其他很多傑出的英國人一樣，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著：讓人們歡呼這樣一位多麼偉大的人類曾經榮耀的在世界上存在。

280多年過去了，關於牛頓很多軼聞依然在民間流傳著。據說，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領帶不結，襪帶不系好，馬褲也不扣上紐扣，就走進了大學餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差，他腦海里只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指，錯誤地把它當成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。

牛頓從容不迫地觀察日常生活中的小事，結果做出了科學史上一個個重要的發現。但生活中他馬虎拖沓，曾經鬧過許多的笑話。一次，他邊讀書，邊煮雞蛋，等他揭開鍋想吃雞蛋時，卻發現鍋里放的是一隻懷表。還有一次，他請朋友吃飯，當飯菜准備好時，牛頓突然想到一個問題，便獨自進了內室，朋友等了他好久還是不見他出來，於是朋友就自己動手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤子，不告而別了。等牛頓想起，出來後，看見盤子里的骨頭，以為自己已經吃過了，便轉身又進了內室，繼續研究他的問題。

知識點

哈雷

哈雷，英國天文學家和數學家。曾任牛津大學幾何學教授，並是第二任格林尼治天文台台長。哈雷生逢以新思想為基礎的科學革命時代，1673年進牛津大學王後學院。1676年到南大西洋的聖赫勒納島測定南天恆星的方位，完成了載有341顆恆星精確位置的南天星表，記錄到一次水星凌日，還做過大量的鍾擺觀測（南半球鍾擺擺動的方向與北半球相反）。哈雷還發現了天狼星、南河三和大角這三顆星的自行，以及月球長期加速現象。

⑵ 牛頓發現萬有引力的故事（主要寫經過）

1666年，23歲的牛頓還是劍橋大學聖三一學院三年級的學生。
牛頓一直被這樣的問題困惑：是什麼力量驅使月球圍繞地球轉，地球圍繞太陽轉？為什麼月球不會掉落到地球上？為什麼地球不會掉落到太陽上？
坐在姐姐的果園里，牛頓聽到熟悉的聲音，「咚」的一聲，一隻蘋果落到草地上。他急忙轉頭觀察第二隻蘋果落地。第二隻蘋果從外伸的樹枝上落下，在地上反彈了一下，靜靜地躺在草地上。這只蘋果肯定不是牛頓見到的第一隻落地的蘋果，當然第二隻和第一隻沒有什麼差別。蘋果會落地，而月球卻不會掉落到地球上，蘋果和月亮之間存在什麼不同呢？
第二天早晨，天氣晴朗，牛頓看見小外甥正在玩小球。他手上拴著一條皮筋，皮筋的另一端系著小球。他先慢慢地搖擺小球，然後越來越快，最後小球就徑直拋出。
牛頓猛地意識到月球和小球的運動極為相像。兩種力量作用於小球，這兩種力量是向外的推動力和皮筋的拉力。同樣，也有兩種力量作用於月球，即月球運行的推動力和重力的拉力。正是在重力作用下，蘋果才會落地。
牛頓首次認為，蘋果落地、雨滴降落和行星沿著軌道圍繞太陽運行都是重力作用的結果。
人們普遍認為，適用於地球的自然定律與太空中的定律大相徑庭。牛頓的萬有引力定律沉重打擊了這一觀點，它告訴人們，支配自然和宇宙的法則是很簡單的。
牛頓推動了引力定律的發展，指出萬有引力不僅僅是星體的特徵，也是所有物體的特徵。作為所有最重要的科學定律之一，萬有引力定律及其數學公式已成為整個物理學的基石。

⑶ 牛頓是怎樣發現萬有引力的

關於萬有引力的發現有一個有趣的傳說：一次，牛頓正在花園里小坐。這時，一個蘋果從樹上掉了下來……雖然這件曾發生過無數次的事再平常不過，但卻引起了這位巨人的沉思：究竟什麼原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢？牛頓思索著，終於，他發現了對人類具有劃時代意義的萬有引力。

在《自然哲學的數學原理》中，牛頓提出了一個思想實驗，設想有一個小星球很靠近地球，以至幾乎觸及到地球上最高的山頂，那麼使它保持軌道運動的向心力當然就等於它在山頂處所受的重力。這時如果小星球突然失去了運動，它就如同山頂處的物體一樣以相同的速度下落。如果它所受的向心力並不是重力，那麼它就將在這兩種力的作用下以更大的速度下落，這是同我們的經驗不符合的。可見重物的重力和星球的向心力必然是出於同一個原因。

緊接著，牛頓根據惠更斯的向心力公式和開普勒的三個定律推導了平方反比關系。牛頓還反過來證明了若物體所受的力指向一點而且遵從平方反比關系，則物體軌道呈圓錐曲線—橢圓、拋物線或雙曲線。在原理中，牛頓同磁力作用相類比，得出這些指向物體的力應與這些物體的性質和量有關，從而把質量引進了萬有引力定律。

牛頓把他在月球方面得到的結果推廣到行星的運動上去，並進一步得出所有物體之間萬有引力都在起作用的結論。這個引力同相互吸引的物體質量成正比，同它們之間的距離的平方成正比。牛頓根據這個定律建立了天體力學的嚴密的數學理論，從而把天體的運動納入到根據地面上的實驗得出的力學原理之中，這是人類認識史上的一個重大的飛躍。

⑷ 牛頓怎麼發現萬有引力的

牛頓看見小外甥正在玩小球。他手上拴著一條皮筋，皮筋的另一端系著小球。他先慢慢地搖擺小球，然後越來越快，最後小球就徑直拋出。

牛頓猛地意識到月球和小球的運動極為相像。兩種力量作用於小球，這兩種力量是向外的推動力和皮筋的拉力。同樣，也有兩種力量作用於月球，即月球運行的推動力和重力的拉力。正是在重力作用下，蘋果才會落地。

牛頓首次認為，重力不僅僅是行星和恆星之間的作用力，有可能是普遍存在的吸引力。他深信煉金術，認為物質之間相互吸引，這使他斷言，相互吸引力不但適用於碩大的天體之間，而且適用於各種體積的物體之間。蘋果落地、雨滴降落和行星沿著軌道圍繞太陽運行都是重力作用的結果。

人們普遍認為，適用於地球的自然定律與太空中的定律大相徑庭。牛頓的萬有引力定律沉重打擊了這一觀點，它告訴人們，支配自然和宇宙的法則是很簡單的。

⑸ 牛頓萬有引力的故事

1、故事內容

在鄉村的日子裡，牛頓一直被這樣的問題困惑：是什麼力量驅使月球圍繞地球轉，地球圍繞太陽轉？為什麼月球不會掉落到地球上？為什麼地球不會掉落到太陽上？

在隨後的幾年裡，牛頓聲稱這種事情已經發生過。坐在姐姐的果園里，「咚」的一聲，一隻蘋果落到草地上。他急忙轉頭觀察第二隻蘋果落地。第二隻蘋果從外伸的樹枝上落下，在地上反彈了一下，靜靜地躺在草地上。

這只蘋果肯定不是牛頓見到的第一隻落地的蘋果，當然第二隻和第一隻沒有什麼差別。蘋果落地雖沒有給牛頓提供答案，但卻激發這位年輕的科學家思考一個新問題：蘋果會落地，而月球卻不會掉落到地球上，蘋果和月亮之間存在什麼不同呢？

第二天早晨，天氣晴朗，牛頓看見小外甥正在玩小球。他手上拴著一條皮筋，皮筋的另一端系著小球。他先慢慢地搖擺小球，然後越來越快，最後小球就徑直拋出。

牛頓猛地意識到月球和小球的運動極為相像。兩種力量作用於小球，這兩種力量是向外的推動力和皮筋的拉力。同樣，也有兩種力量作用於月球，即月球運行的推動力和重力的拉力。正是在重力作用下，蘋果才會落地。

牛頓首次認為，重力不僅僅是行星和恆星之間的作用力，有可能是普遍存在的吸引力。他深信煉金術，認為物質之間相互吸引，這使他斷言，相互吸引力不但適用於碩大的天體之間，而且適用於各種體積的物體之間。蘋果落地、雨滴降落和行星沿著軌道圍繞太陽運行都是重力作用的結果。

人們普遍認為，適用於地球的自然定律與太空中的定律大相徑庭。牛頓的萬有引力定律沉重打擊了這一觀點，它告訴人們，支配自然和宇宙的法則是很簡單的。

2、萬有引力定律傳入中國

《自然哲學的數學原理》牛頓最重要的著作，1687年出版。該書總結了他一生中許多重要發現和研究成果，其中包括上述關於物體運動的定律。他說，該書「所研究的主要是關於重、輕流體抵抗力及其他吸引運動的力的狀況，所以我們研究的是自然哲學的數學原理。」

該書傳入中國後，中國數學家李善蘭曾譯出一部分，但未出版，譯稿也遺失了。現有的中譯本是數學家鄭太朴翻譯的，書名為《自然哲學之數學原理》，1931年商務印書館初版，1957和1958年兩次重印。

3、萬有引力簡單涵義：

牛頓並不是發現了重力，他是發現重力是「萬有」的。每個物體都會吸引其他物體，而這股引力的大小隻跟物體的質量與物體間的距離有關。

牛頓的萬有引力定律說明，每一個物體都吸引著其他每一個物體，而兩個物體間的引力大小，正比於這它們的質量，會隨著兩物體中心連線距離的平方而遞減。牛頓為了證明只有球形體可把「球的總質量集中到球的質心點」來代表整個球的萬有引力作用的總效果而發展了微積分。

然而不管距離地球多遠，地球的重力永遠不會變成零，即使你被帶到宇宙的邊緣，地球的重力還是會作用到你身上，雖然地球重力的作用可能會被你附近質量巨大的物體所掩蓋，但它還是存在。

不管是多小還是多遠，每一個物體都會受到引力作用，而且遍布整個太空，正如我們所說的「萬有」。

(5)牛頓發明萬有引力擴展閱讀：

牛頓的萬有引力定律很好地解釋了地面上物體所受的重力、海洋的潮汐和行星與天體的運動，把天上的運動和地上的運動統一了起來，具有非常重要的意義。廣義相對論實際上就是關於萬有引力本質的理論。

認為，一個有質量的物體，會使它周圍的時空發生彎曲，在這個彎曲的時空里，一切物體都將自然地沿測地線（也叫做「短程線」）運動，而表現為向一塊靠攏。我們看不到時空的彎曲，只看到物體在互相靠攏，就認為它們之間存在著一種「萬有引力」。

實際上物體之間表現出來的這種萬有引力，並不是一種真正的力，而是時空彎曲的表現。四維時空的彎曲我們不好想像，但是可以降一維（在二維平面上）做個比喻。設想有一塊布把它懸空展平，上面放一個小球，它就會把布壓彎，在另一個地方再放一個小球，它也會把它周圍的布壓彎。

⑹ 牛頓是怎麼發現萬有引力的

我們小時候都聽過牛頓從蘋果落地發現萬有引力的故事，在天文學歷史中，牛頓可以算是一個偉人。他不僅繼承了哥白尼、開普勒等人的偉大成就，還經過自己的潛心研究在天文學上取得了更偉大的成果。

在他年輕的時候，他相信開普勒提出的行星運動定律。但是又開始疑惑行星為什麼會這樣運動呢？在他認為這些行星運動的時候一定有種隱藏著的力量在牽制著它們，它們才不至於脫離軌道在天空中亂跑。月亮繞著地球運轉的時候也一定是有種力在牽著它；一件東西向地面落下而不是落到天上，也是因為被這種力吸向地面。長期的觀察研究使牛頓發現任何物體都具有吸引力，於是他發現了萬有引力定律。這就是：宇宙中的任何物體之間，都存在著相互吸引力；各個物體間吸引力的大小，與物體的大小成正比，與它們之間的距離成反比。牛頓還用數學公式把它表達出來，後來牛頓的三大定律成為天文學上的基礎定律，對後來人們對天體運動的研究有著普遍意義。

牛頓的三大定律對人類發現天體也有很大的幫助，17世紀初，萬有引力理論開始被應用於天體研究，來確定星體之間的運動。1684年對牛頓的研究結果產生很大興趣的哈雷拜訪了牛頓。在與牛頓討論後哈雷得出結論，彗星會在一定的周期內再次出現。可以說，沒有牛頓，他可能永遠都無法有這一大發現。

⑺ 牛頓是如何發現萬有引力的

牛頓看著蘋果，不斷地思考著這個問題。思緒越來越遠，飛到了月亮，飛到了茫茫的宇宙……他手中的蘋果，也已經變成了月球，變成了行星，變成了茫茫太空中的一個個天體。

牛頓坐在樹下，對著蘋果沉思了許久，突然，他悟出了一個道理：

「蘋果從樹上掉下來，只因為地球在用力往下拽它，在吸引著它。」

「可是，蘋果是因地球的引力而掉在地上的，為什麼月球就不會受地球引力的影響而掉下來呢？」

「又是什麼樣的力使它們始終保持著一定距離運轉呢？難道是因為月球和地球的距離比蘋果和地面的距離大的緣故嗎？」

牛頓百思不得其解。

「地球的力量到底有多大？這種力量有沒有極限呢？」

一個又一個疑問困擾著牛頓。

忽然，牛頓想到了小時候玩過的一種游戲：

首先把一塊石頭用一根繩子綁住，然後把繩子的另一頭系在手上，再用力使勁地甩，石頭就會繞著圓圈打轉。

牛頓想：

「如果把人看成是地球，而石頭就是月球，石頭繞著人轉，那麼繩子也就相當於地球引力，石頭越大，轉起來越費力。」

「這樣，就可以了解到月球為什麼保持一定的距離，環繞地球轉，而不會飛走或掉到地球上來了。同樣的道理，太陽與地球之間，也存在著這種引力。而宇宙中的其它星體之間，也被這種引力吸引著，有規律地運動著。」

牛頓一下子開了竅似的，悟透了宇宙運動規律，於是萬有引力就這樣被發現了。牛頓悟出了這個道理，心中有說不出的喜悅，可是思考並未因此而止步，他仍在思考著地球、月球、太陽之間存在的這種力會不會改變。

⑻ 牛頓哪年發現萬有引力﹖

1666年
是1666年。
牛頓自己回憶，1666年，23歲的牛頓還是劍橋大學聖三一學院三年級的學生。他在老家居住的時候已經考慮過萬有引力的問題。 牛頓一直被這樣的問題困惑：是什麼力量驅使月球圍繞地球轉，地球圍繞太陽轉？為什麼月球不會掉落到地球上？為什麼地球不會掉落到太陽上？
在假期里， 坐在姐姐的果園里，牛頓聽到熟悉的聲音，「咚」的一聲，一隻蘋果落到草地上。他急忙轉頭觀察第二隻蘋果落地。第二隻蘋果從外伸的樹枝上落下，在地上反彈了一下，靜靜地躺在草地上。這只蘋果肯定不是牛頓見到的第一隻落地的蘋果，當然第二隻和第一隻沒有什麼差別。蘋果會落地，而月球卻不會掉落到地球上，蘋果和月亮之間存在什麼不同呢？
第二天早晨，天氣晴朗，牛頓看見小外甥正在玩小球。他手上拴著一條皮筋，皮筋的另一端系著小球。他先慢慢地搖擺小球，然後越來越快，最後小球就徑直拋出。 牛頓猛地意識到月球和小球的運動極為相像。兩種力量作用於小球，這兩種力量是向外的推動力和皮筋的拉力。同樣，也有兩種力量作用於月球，即月球運行的推動力和重力的拉力。正是在重力作用下，蘋果才會落地。 牛頓首次認為，蘋果落地、雨滴降落和行星沿著軌道圍繞太陽運行都是重力作用的結果。 人們普遍認為，適用於地球的自然定律與太空中的定律大相徑庭。牛頓的萬有引力定律沉重打擊了這一觀點，它告訴人們，支配自然和宇宙的法則是很簡單的。 牛頓推動了引力定律的發展，指出萬有引力不僅僅是星體的特徵，也是所有物體的特徵。作為所有最重要的科學定律之一，萬有引力定律及其數學公式已成為整個物理學的基石。 牛頓思索著。終於，他發現了對人類具有劃時代意義的萬有引力。 1685年，哈雷登門拜訪牛頓時，牛頓已經發現了萬有引力定律：兩個物體之間有引力，引力和距離的平方成反比，和兩個物體質量的乘積成正比。 在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學的數學原理》一書。皇家學會經費不足，出不了這本書，後來靠了哈雷的資助，這部科學史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。