《 萬有引力的來源》

摘要:艾薩克?牛頓發現了萬有引力,然後又發現了運動三定律,亨利?卡文迪許用 扭秤 證明了萬有引力 定律正確性,並算出了地球的「質量」,但都沒對引力的來源給出明確的解釋。阿爾伯特?愛因斯坦更是玄之又玄的把引力的來源解釋為物質對空間造成的凹陷。本文將根據一些小實驗和理論推導對以上的某些觀點進行糾正與反駁。

關鍵詞:內能(熱力學能),引力,地球質量,扭秤,重力加速度,。

引言:耳熟能詳的定律,質量越大,引力越大,但還有一個被人類忽視的數據,那就是內能。天體的質量越大,引力越大,內能越大(此文的內能是拋開 所有化學反應,核反應的 熱力學能)。那麼引力的來源是不是高能量體與低能量體的溫差效應呢?看下面的實驗。

三個質量相同鋁球,用液氮把兩個鋁球分別散熱到零下150℃與零下50℃,還有一個與室溫溫度相同20℃。觀測三個鋁球近距離的水氣有什麼反應。觀察到的結果是零下150℃的鋁球對附近水氣有很大的吸引力,有明顯的重力加速度現象,末端水氣落體速度大約是零下50℃鋁球的三倍。而與室溫相同的鋁球對水氣毫無反應。5分鐘後終止實驗,零下150℃鋁球結霜質量大約是零下50℃鋁球的三倍。

我們用這個實驗是不是能說明兩物體的引力大小與兩物體內能的大小相關呢?內能差越大,引力越大,與質量無絕對關係。那麼在地球上為什麼質量越大的物質,引力越大呢?這麼說吧,地球是個巨大的能量體,她對所有的低能量體都有 熱平衡 需求,她會根據 低能量體所能承載的熱量產生引力,也就是說相同溫度(內能)的1千克水與1千克油分別放到地球地心,地心下降的溫度是一樣的。

根據此實驗說明兩個物體沒有 熱平衡需求就沒有引力,那麼亨利?卡文迪許的扭秤又是怎麼算出「地球質量」的呢?他的扭秤為什麼出現扭力呢?還準確推導出引力常量。5.965*10^24到底是地球的內能還是地球的質量?我們根據 F=GM m/r^2計算出了太陽系的大部分行星的 軌道與速度,衛星的均速圓周運動,這足以說明F=GMm/r^2正確性,那麼一個天體的內能值與質量值一定很接近。為什麼會很接近呢?是根據質量有了內能?還是根據內能的大小有了質量?看下面的實驗與理論推理。

亨利?卡文迪許的扭秤為什麼使兩個沒有熱平衡需求的兩對鉛球出現引力呢?

看實驗,準備兩個磁力不同的磁鐵,一根鐵絲,一些細鐵砂,釋放靜電,先用鐵絲吸鐵砂,肉眼觀察下是毫無吸引力。然後把強磁鐵放到鐵絲底端,整根鐵絲會吸住很多鐵砂,距離磁鐵越近吸住鐵砂越多,換上弱磁鐵,鐵絲吸引的鐵砂要少的多。根據這個小實驗去理論推導下個實驗,我們把引力看作成弱磁現象,扭秤的兩對鉛球之所以會互相吸引,完全是因為在地球的引力磁場上。小實驗里我們可以輕鬆的把磁鐵放到一旁,以現在的科技我們也可以輕鬆的把扭秤送到太空,送到月球,那時你會發現扭力與此區域 重力加速度 值成正比。引力越小,扭秤的扭力越小。月球上表面的扭力只剩下地球上的1/6。

我也做了個簡陋的扭秤,在只有4個質球實驗下,加大兩對質球的溫度差,會得到不同的扭矩。我也猜測是不是空氣對流加劇造成的,但一直沒有找到真空實驗室而擱置。(具體的溫度差與扭矩比例,由於扭秤的簡陋,就不一一敘寫了)。實驗過程:四個相同質量的實心鋁球,一根木棒,先把兩個鋁球固定在木棒兩端,一根細銅絲拴在木棒正中間,懸掛在一個橫架中間,保持平衡。銅絲底端固定一個小鏡子,再用一個激光燈射照鏡子,射線與折線最好調到90度左右,光點會射在牆上,牆上固定個尺子。依銅絲正下方為點用圓規畫個圓圈,邊是兩個球的球心,再用兩個支架把另外兩個球托平,分別放在秤砣的左右側,球心對準圓線。不同溫度的球放到托架上,光點會出現在不同的位置。(也就是說溫度差越大,扭力越大,兩物體之間的引力越大)。

此理論的最有力的證據還是需要把扭秤送到太空,送到月球。

那麼太陽系天體的質量值與內能值為什麼如此相近呢?太陽除外。因為太陽是中心,在太陽系中是懸浮不動的,即使內能值與質量值差距很大也測不出來,又點燃了核聚變。理論上來講,內能值遠高於質量值。所以我們現在根據引力算出的太陽質量(其實是內能)遠遠大於真實質量。大家都知道太陽是氣態的,而密度竟然是地球的0.26倍,這是荒謬可笑的,他的意思也就是說一立方氫氣與一立方土的質量比是0.26 : 1,就算把氫氣壓縮到液態,這個比值也相差甚遠。太陽的平均密度1.4克每立方厘米,氫液態才0.07克每立方厘米,矛盾嗎????(別害怕,目前太陽質量不可測,看下面實驗)。

每個天體都有一個心核,太陽的心核最大,我們根據心核大小比例,做出九個鋁球,分別代表太陽與八大行星。全部冷卻到零下200℃,把太陽放到實驗室中心,按照距離比把八大行星擺好,懸浮運轉,2個小時後結束實驗,結霜質量比與太陽系天體質量比一致。水氣代表分子雲,心核是宇宙所有天體的種子。遇到肥沃土壤(分子雲)就會根據大小演變成恆星或行星(沒有心核的分子雲是一團死雲,不會孕育出任何天體,否則違反熱力學第二定律)(這個僅僅是邏輯推理,猜測)。

引力不是絕對的,我們分別把太陽、地球、月球的內能設為1000焦耳,100焦耳,10焦耳。然後把地球加熱到500焦耳,地球與太陽引力會變小,地球與月球引力會變大。

在此理論正確的前提下,F=GMm/r^2還能繼續使用嗎?當然可以,只不過要稍微修改一下,首先就是其中的一個M改成U。那麼以引力計算的1熱值等於多少焦耳?這就需要廣大科學家的共同計算了。

母式:F=GUm(1-u/U)/r^2

此公式也不是適用於任何引力場,(只有兩物體質量與半徑相同的情況下才能做到誤差為0,比如冰球實驗,你可以理解為把鋁球切割成與水氣大小相等顆粒,然後每顆粒與水氣產生的引力全部相加)。就如F=GmM/r^2無法解釋水星近日點進動,愛因斯坦廣義相對論描寫的引力與量子力學格格不入。可以說很難有一個引力公式通用於宏觀與微觀等多種引力場,只有根據不同的引力場拿出不同的公式給予計算。

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就數愛因斯坦和牛頓能一決高低了。人類史上有過巨大貢獻的科學家數不勝數,如麥克斯韋、特斯拉、伽利略、哥白尼…如果要說最偉大的科學家,那就是牛頓與愛因斯坦。

偉大的牛頓

牛頓的偉大之處就是讓人類認識到了宇宙運動的真相,奠定了力學基礎。

在1687年著作了《自然哲學的數學原理》,闡述了宇宙運動的真理——牛頓三大運動定律和萬有引力,被世界譽為百科式全才,推動了科學革命。

他不僅在物理學上貢獻曠古未有,還著有《光學》;發明望遠鏡,通過三稜鏡的觀察,發展顏色理論;深入研究了音速;系統表述了冷卻定律;提出了經濟學上的「金本位制度」;創建了微積分…

在美國麥克.哈特的著作《影響人類歷史進程的100名人排行榜》中,牛頓僅此與穆罕默德,排列第二。牛頓的墓志銘上便是他一生最恰當的評價:「自然和自然規律,隱藏在黑暗之中;上帝說:讓牛頓出生吧!於是一切都被照亮」。

偉大的愛因斯坦

牛頓的科學貢獻也就只有愛因斯坦能與他一較高低了。

愛因斯坦開創了狹義與廣義相對論、宇宙學、統一場論、引力場方程、質能守恆定律E=mc2、光量子光電效應…是現代物理學開創者與奠基人。

世界科學家都認為愛因斯坦是「繼牛頓以來最偉大的科學家」。

如果說在世的最偉大科學家是誰?那就只剩下楊振寧了。但沒有限定有沒有在世,那就是牛頓、愛因斯坦。


阿爾伯特·愛因斯坦,1879年出生在德國。他一生科研成果卓著,其中最卓著的是他用實驗證實了原子的存在,創立了相對論,並發展了普朗克提出的量子假說。德國著名物理學家愛因斯坦,一生為現代物理學發展做出了卓絕貢獻。其最卓絕的成就是他突破牛頓經典物理學的框架,創立了適用於微觀高速運動領域的相對論。在愛因斯坦之前,人們自古以來都認為,雖然物質在時間和空間中存在,它們的運動受時間和空間的制約,但時間和空間都是不受物質的分布及其運動影響的。由此,把時間、空間、物質、運動完全割裂孤立開來。天才的物理學家牛頓也相信這一看法,據之提出了絕對時間、絕對空間和絕對運動觀念。愛因斯坦不同意牛頓的絕對時空觀和絕對運動觀,從光速有限出發,提出宇宙間的時間同時性都是相對的,是相對於某一參照系來說的,如月球上事件發生的時間是相對於地球這個參照系來說的。在同時性是相對的基礎上,他否定了牛頓的絕對時間、絕對空間和絕對運動概念。因為時間的同時性都是相對於某一參照系來說的,所以都是相對的;而運動又是與時間緊密相連的,所以運動也都是相對的,孤立地看地球,它的運動是不存在的;空間和時間是緊密相連的,所以絕對空間也是不存在的。從而,愛因斯坦把看起來似乎是彼此無關的時間和空間聯繫了起來,使它們成了相互密切聯繫的對立統一體,於1905年創立了狹義相對論。

牛頓是世界上從未有過的最偉大的科學家。儘管他也有他自己的一些缺點,但作為一個科學家來說,那是沒有人能夠和他相比的。他由於研究出微積分而為高等數學奠定了基礎。他由於進行了把陽光分解為光譜色的實驗而奠定了現代光學的基礎。他由於發現了力學上的三大定律並推導出這些定律所起的作用而奠定了現代物理學的基礎。他由於研究萬有引力定律而奠定了現代天文學的基礎。 任何科學家只要具有這四項功績中的一項,就足以成為一位顯赫的科學家,如果所有這四項貢獻都是他一個人作出的話,那他就會毫無疑問成為名列首位的科學家。 當然,牛頓的偉大還不只限於他的這些發現。更重要的是他作出這些發現時所採取的方式。 古希臘人曾把大量科學思想和哲學思想彙集在一起。柏拉圖、亞里斯多德、歐幾里得、阿基米得和托勒密等偉大人物,在兩千年當中一直像巨人一樣屹立在後代人的心目之中。後來阿拉伯和歐洲的許多偉大思想家都沒有能夠越過古希臘人一步,在不引證古人的見解來支持其想法的情形下,都不敢提出自己的新見解。尤其是亞里斯多德,更是他們心目中的泰斗。 到了十六和十七世紀,才有一些實驗家,如伽利略和波義耳等,敢於提出古希臘人的見解並非全是正確的。伽利略推翻了亞里斯多德在物理學上的某些論斷,並作了不少工作(牛頓後來的三大運動定律就是對伽利略這些工作所進行的概括)。儘管如此,歐洲當時的知識界仍然不敢背離他們長期以來所崇拜的希臘人。 到了1687年,牛頓出版了他用拉丁文寫的名著《數學原理》。根據大多數科學家的看法,這是自古以來第一部最偉大的著作。在這部著作中,他提出了他的物體運動三大定律,他的萬有引力理論以及許多其他問題。他以嚴格的希臘風格應用了數學,並以最完美的方式把各種現象聯繫在一起。凡是讀過這部書的人,都不得不承認世界上終於出現了一位不但可與任何一個古代思想家並駕齊驅,甚至勝過他們的偉大思想家,不得不承認他所提出的宇宙圖案不僅是無懈可擊十分完善的,而且從它的合理性和必然性方面來說,都大大勝過希臘文獻中所提到的東西。 隨著這個偉大人物和這部偉大著作的出現,古希臘人加在人們思想上的枷鎖終於被打碎了,現代人在智慧上的全部自卑感永遠被打破了。


首先,應該明確一點,你的這個問題沒有準確答案,你說的是最偉大的科學家,而不是最偉大的科學家之一,因此所有人的答案都基於個人對每個科學家的認識不同導致的。

就這麼說吧,每個時代各個國家都有若干個跨時代的科學家分散在各個領域,為科學的發展做出了不可磨滅的貢獻,我國的科學研究開展較晚,但也在各個領域大力推進了我國科學的發展。

地質專家李四光,水稻之父袁隆平,兩彈一星鄧稼先,導彈之父錢學森,化學家侯德榜等,這些科學家在我國條件極其艱苦的年代為國家的發展貢獻了自己畢生的心血甚至是生命,還有很多科學家由於從事研究的保密性,可能至死都沒有人知道他們的姓名和生平,他們是用自己的默默無聞,潛心鑽研譜寫了一首壯麗的人生凱歌。

因此,我認為稱之為科學家的人都很偉大,都是著普通人不具備的才能,是所有人學習的榜樣,但我們仍要看到時代在進步,社會在發展,後面的年輕科學家終有一天會超越前人,做出更偉大的貢獻。每個科學家都是世界發展潮流中的引路人,科學的發展沒有終點盡頭,只有方向在變。


當前來看,肯定是吉林大學交通學院的曲昭偉了!他同時否定了量子力學、相對論、麥克斯韋方程、天文學……,重構了現代科學體系!他說他的論文發表了,可以拯救世界!古今中外,有沒有一個人的能力這麼大?成就這麼大?沒有!祝賀最偉大的科學家在中國吉林大學誕生!吉林大學因為有曲昭偉而名震天下!@紅紅火火首條號 @程俊傑 @聽晨悅 @曲昭偉


世界上偉大的科學家有很多,可以舉出一大摞來,個人認為不應該用最偉大的這個詞,因為最偉大應只有一位,而科學理論是講傳承的,很多偉大科學家做出的貢獻都是不能替代的。當然的確有人做過排位,牛頓排在第一,第二會是愛因斯坦,但無論如何不會是題主說的錢學森和霍金,他們兩位甚至排不進前20位。

回答者中認有人說錢學森、于敏等國內科學家是最偉大的,無非認為他們為國家做出了重大貢獻,其實是民族主義情緒在主導。放眼世界,如果真要選也該從對整個人類文明做出貢獻的層次上進行刪選,不然,就是一種狹隘的自私心理作怪,為什麼說自私心理在作怪,錢學森等科學家雖然科學上貢獻重大,但無非是對我國貢獻巨大,從而讓我們作為中國的一份子從中收益,而對世界其他國家受益在哪裡呢?直接點說,因為你感受到受益了所以才說他們偉大,僅此而已。但科學是無國界的,在我看來,法拉第、麥克斯韋科學家等對電磁理論的貢獻更大,使整個人類享福,現代電器的廣泛使用都是建立在他們的理論基礎之上,沒有他們的貢獻,現代科技文明無從談起!這些卻被很多人無視,這跟我國輿論宣傳導向有關。我們要成為一個世界大國,具有世界的胸懷必不可少。


我覺得這個問題如果不加任何限定去回答沒有什麼太大的意義,因為沒啥可比性,比如:拉瓦錫和牛頓都是各自學科的最造奠基人,那他們誰更偉大?抗生素的發明偉大么?

所以,我覺得這要分角度去考慮的。

1,對於中國來說,錢學森、于敏、鄧稼先等等為國家奉獻巨大的科學家都是偉大的,我們甚至沒辦法比較出他們會更偉大,因為他們的奉獻都是獨一無二的。

2,對於理論物理來說,牛頓、愛因斯坦是最偉大的,他們以一人之力開宗立派,直接提高了物理學理論的高度。不過這裡我還是提一句,伽利略、法拉第和麥克斯韋、量子力學那幫小夥子、楊振寧也是很給力的。

3,對於化學來說,拉瓦錫和門捷列夫是最偉大的,前者奠定了化學學科的研究方向,後者給這個方向開了黑。

4,對於生物來說,達爾文、發現DNA的那四位科學家是最偉大的,他們發現改變整個學科的走向。

5,醫學領域的偉大科學家那就更多的,比如:發現血液循環規律的哈維,發明抗生素弗萊明,發明青蒿素的屠呦呦等等,他們的成就直接提高了人的壽命。

6,對於科技領域,圖靈、馮諾依曼、愛迪生、特斯拉、發明三極體的三位科學家都算得上是偉大的科學家。

7,對於數學領域,那這個實在太多太多,畢達哥拉斯、歐幾里得、阿基米德、牛頓、萊布尼茨、高斯、歐拉、拉格朗日、黎曼等等…………

7,對於人類文明,蔡倫、古德堡是毋庸置疑的最偉大,造紙術和印刷術使得知識的傳播成本大大降低,才使得知識可以積累式的進步。多說一句,開明互聯網的那一群人同樣偉大,他們直接推進了知識的傳播速率。


從古至今世界上最偉大的科學家只在愛因斯坦跟牛頓之間左右。

牛頓所構建的基礎物理學大廈,帶動了時代的發展甚至當時有些人已經認為牛頓完成了所有物理學上的建構,可見牛頓的偉大。

其二就是愛因斯坦,與牛頓不分伯仲甚至略有超出,物理學中有量子物理學,傳統物理學還有在發展中的弦論,牛頓創建了傳統物理學而愛因斯坦在牛頓的基礎上創建了量子物理學,他的相對論,在當時已經沒有人能理解直到他死後才被人所明白,在死後被追為諾貝爾文學獎。並且研發了核彈的基礎,是物理學再上一層樓,或者說是整體科學界再上一層樓。

目前來講從古至今的科學界可以說上最偉大的只有他們倆可以互相匹配,他們倆作為物理學中的創建性人物是無可厚非的。


科學不是政治,也不是宗教,是一種客觀,實實在在的路徑積累,所以不可能有什麼"最偉大"或者類似的,充滿煽動性,在盲目,無知的迷霧下營造出來的幻象概念。

所以,你的問題無法回答。

偉大的科學很多,比如牛頓,愛因斯坦,但如果僅僅列舉他們中一些,對另外的那些璀璨群星都是不公正的,甚至即使沒有他們,也會有其他人把他們的成果做出來,人類追求進步,付出一代代人畢生的努力去詮釋未知領域,創新和創造的精神才是這個星球上最偉大的東西。如果沒有這樣的精神,我們就與其他動物毫無區別,只能在蒙昧和混沌中慢慢被淘汰,被消滅。


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