《力学季刊》
牛顿是如何统一力学江湖，发现万有引力的？
来源：力学季刊 【在线投稿】 栏目：综合新闻 时间：2021-04-14上一篇文章我简单介绍了牛顿对力学所做的贡献，其实核心就是牛顿的三定律：1、力不是维持物体运动的原因，力是改变物体运动状态的原因，用通俗易懂话表达就是一个物体如果做运动直线运动不需要力，当一个力施加给一个做运动直线运动的物体，那么这个物体速度就会变化。2、力产生加速度，公示表达就是F=ma，其中m是物体质量，a是加速度。3、力的作用是相互的。
表面上这三个定律看起来是那么的理所当然，所以不少网友表示牛顿做的贡献也不过如此，但是我们仔细看第一条和第二条你就会发现，其实牛顿的打破了人类几千年建立的一个直觉：一个物体如果没有力的供给就会静止。因为我把一个小推车往前一推后松后，由于没有力的供给所以车会慢慢静止。这非常符合我们的直觉对不对。所以牛顿其实是突破了这个直觉，建立了力和运动的真正关系。
但是牛顿最大的成就并不是这三个定律，而是人们所熟知的“万有引力”。在上一篇文章中我谈到了“天文学的运动”和我们“地面上的运动”其实是两个研究方向，人们从来没有想到过天上的运动规律竟然会和地面上的规律是一致的。比如你抬头仰望星空，一道流星划过，如果你是一位思想家，你也许会思考这颗流星到底为什么会这样运动，此时你又发现地面有一个人往远处扔了一个小球，小球走了一个抛物线运动，你又会思考这个小球是如何运动。但是你一定不会去想：天上的运动和地上的运动竟然是同一种类型的运动。
所以大家明白牛顿的伟大没？牛顿之所以伟大，并不是因为他揭示了“力和运动”的关系，而是发现当时环境下万事万物的运动遵守一个规律“万有引力”，贡献在于“万有”两个字（这里说明下，牛顿的时代还没有进入微观世界的研究，所以量子力学还没发展起来，因为万有引力并不适用于量子力学）。所以牛顿相当于是把力学江湖的各个门派给统一起来了，合并成了一个终极门派，一个万有引力公式就揭示了万事万物的真理。
借由牛顿的运动三定律和万有引力定律，基本上做到了上天入地无所不能的境地，所以当时科学家对牛顿竖起大拇指并对他彻底折服，甚至有物理学家直接断言：牛顿力学就是宇宙的终极规律，物理学今后不会再有突破的进展，因为牛顿已经把物理规律完成了99%。
不过令牛顿没有想到的是，自己的力学竟然会被两个理论所颠覆，第一个就是相对论，第二个就是量子力学。相对论的诞生更进一步的揭示了“引力”的本质，原来引力压根不是力，只是时空弯曲造成的一种效果，所以牛顿力学的第一定律：一个物体如果不受力永远保持静止或匀速直线运动，这个定律就被颠覆了，因为广义相对论里面引力不再是力，所以地球其实并未受到太阳的万有引力，但是地球仍然做了椭圆周运动，这说明一个物体不受力时未必会静止或者做匀速直线运动，也可能做圆周运动。同时牛顿的第三定律也被颠覆了：力的作用总是相互的。当太阳消失时，按照牛顿的第三定律，由于太阳对地球的引力消失，那么地球对太阳的引力也会消失，不过根据狭义相对论，由于引力不是力，所以当太阳消失瞬间，地球依然会继续做椭圆运动，因为此时的时空弯曲程度还没有改变，时空弯曲程度的传递是需要时间的，传播的速度就是c，而这个传递的过程其实就是：引力波。所以太阳消失后，地球要过8分钟才会开始做匀速直线运动，8分钟内依然做椭圆运动，所以力的作用不总是相互的。
再到后来量子力学的发展，在一个微观世界里面，已经不需要考虑受力问题了，加速度这个概念彻底被抛弃，所以牛顿的力学定律再次受到了颠覆。首先加速度已经不存在，所以牛顿第二定律F=ma基本歇菜，再次微观粒子如果不受力将处于“平面波”状态，也就是在某个局部范围内任意位置出现的概率值相等，处于多个位置的叠加态，所以牛顿第一定律也歇菜了，就只剩下第三定律勉强能解释微观世界的一些现象。所以总结一句话：
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