牛顿的万有引力是正确的吗？

牛顿的物理学体系牛顿是近代物理学之父，可以说是物理学的鼻祖。那他为什么会有如此高的声誉呢？真的是因为牛顿提出了力学三大定律和万有引力定律么？

其实，并不是，牛顿其实干了一件前无古人的事情，这件事情就是：开创了科学的范式。这话从何说起呢？

我们都知道，牛顿的著作是《自然哲学的数学原理》，这其实是一本划时代的书。

在这本书当中，牛顿把他的工作方法运用得淋漓尽致，以至于直接定义了科学的范式。具体来说是这样的，牛顿在这本书的前面几十页，就各种物理量下了定义，我们现在熟悉的“质量”、“力”等常用的物理量就是牛顿给取的名字，下的定义。

而且牛顿不仅仅做了这点工作，更重要的是，他认为定义本身要满足两个要求：可以用被测量，其次可以用实验来验证这个定义。如果仔细看一下质量的定义，就会发现，牛顿除了对这个定义进行了量化的描述，还用实验对这个定义的正确性进行了验证，并且赋有详细的实验操作方法。

如果我们现在看物理学教材甚至是学术专著，基本上都是在走这个套路，先定义，然后量化，再进行实验。

牛顿的万有引力真的存在么？而我们说的万有引力，本质上并不存在“万有引力”，为什么这么说呢？

其实万有引力是基于现象给出的。具体来说是这样的，牛顿看到了万物都有向地面掉落的趋势，而天体会绕着另一个天体转。基于这样的一个现象，他提出了万有引力定律。把物体和物体之间的这种相互作用称为：万有引力。

所以，其实“万有引力”是描述这些现象索取的名字。这就好比名取名字，这个人可能叫做张三，张三只是这个人的代号。如果这个人过几天改名叫做李四，那张三还存在么？所以，本质上是这个人存不存在，而不是这个代号存不存在。同样的道理，万有引力描述的就是万物彼此吸引的现象，这个现象是客观存在的，你可以任意给它取名字，牛顿管这个叫做万有引力，你当然也可以管着叫做其他的。

可能你要说了，这不是强词夺理么？

事实上，并非如此，“万物彼此吸引”在牛顿这里叫做万有引力，可是到了其他物理学家那里还真的被改了名字。同样是看到“万物彼此吸引”的现象，爱因斯坦就给出了他关于这个现象的不同看法。

爱因斯坦的广义相对论爱因斯坦对于这个现象的定义是这样的：时空的弯曲。

那这个问题该咋理解呢？爱因斯坦其实在1905年的时候，发表了四篇开创性的论文，后两篇后来并称为狭义相对论。在狭义相对论当中，爱因斯坦统一了“时间”和“空间”，并认为他们应该被并称为：时空。而我们所生活的世界就是一个四维时空。

而物体的质量是会造成时空的弯曲，地球之所以可以绕着太阳转，本质上是因为太阳的质量使得周围的时空发生了弯曲，而地球其实是沿着四维时空的测地线（四维时空的“直线”）在运动。

看到了没有？基于同样的现象，爱因斯坦可以给出完全不同于牛顿的解释，而且命名完全不一样，难道在爱因斯坦的体系里万有引力就不存在了么？

所以，我们要透过理论看本质，本质其实就是现象，只是描述的方式不同罢了。

那意思是不是说，谁都可以来给这个现象赋予一个理论？事实上，就是如此。但是并不是说任意的人只要提出关于这个现象的理论就会被接受。

一个理论最终是不是被接受是要经过非常严格的同行评议的。就拿牛顿理论来说，他之所以被广泛接受，就是它的真的很准确，甚至可以只靠笔和纸就能预言海王星的存在。

而且同行还会想尽办法来刁难，挑刺。爱因斯坦的理论能被广泛接受，也是因为经历了许多年，许多的科学家试图用不同的方式去证明相对论是错的，但都没能成功。而且在许多情况下，爱因斯坦的理论甚至比牛顿的更加精确，这才被广泛接受。所以，只有经得起考验的理论才会最终成为一个主流理论。

总结最后，我们来总结一下，万有引力其实代指的是一个现象，这个现象就是：万物彼此吸引。万有引力只是牛顿体系下对于这个现象的一种描述。而不同的人可能给出不同的描述，比如，爱因斯坦对这个现象的描述就是时空的弯曲。因此，存在的是现象，而不是命名。

（1）湘教版必修一地表形态课件：

在17世纪，牛顿从开普勒行星运动三大定律中推导出了万有引力定律，他认为物体被吸引在地球上以及宇宙中的天体运动都是受到引力的支配。当年海王星的发现就是通过万有引力定律计算出来的，而且现在的火箭发射也都是利用这个理论，所以这个牛顿的引力理论是非常成功的。不过，万有引力定律只能适用于弱引力场，而在强引力场中会失效。

在万有引力定律提出大约两百年后，天文学家发现，水星环绕太阳运动的轨道进动存在异常，万有引力定律无法解释多余的进动。当时有天文学家猜测，可能是水星轨道之内还有一颗行星——祝融星，这颗行星的引力导致水星轨道出现异常。要知道，之所以当年能够发现海王星，就是因为天文学家发现天王星的轨道存在异常。然而，这次无论如何寻找，都没有发现祝融星。

数十年后，爱因斯坦提出了一种新的引力理论——广义相对论，这种理论把引力效应归结为时空弯曲。爱因斯坦利用这个理论计算了水星轨道近日点的进动值，结果与观测值完全吻合。由于水星过于靠近太阳，受到的太阳引力作用最强，导致万有引力定律出现了偏差。广义相对论不但描述了万有引力定律所能描述的一切引力现象，而且还预言了万有引力定律无法解释的引力现象，并且这些现象都相继得到观测的证实。

总之，牛顿的万有引力定律存在一定的适用范围，它是广义相对论在弱引力场下的近似。