科学的先驱者之八——牛顿（万有引力定律）

牛顿的不同于一般科学家之处就在于他是一个“高产”的理论科学家，而他的每一个发现几乎都足以影响人类自然科学的发展。一般人若是拥有牛顿众多发现中的任意一个就足以让他名留青史，可偏偏牛顿一人就拥有那么多，于是他便成为了人类科学走进近代的标志性人物，同时也是自然科学“经典时代”的开创者。今天我要向大家介绍的，就是牛顿另一个在重要性上不输于力学三定律的发现，它就是万有引力定律。

从某种角度来看，万有引力定律的发现要比力学三定律还要重要。比起牛顿的力学三大定律，这个万有引力定律正如其名，在理论的实用性上要比牛顿力学三定律来的大得多。从牛顿的“经典时代”到今天，随着科学的不断发展，许多原有的“定律”已经被打破（其中就包括了力学三定律），唯独万有引力定律独存至今日，经久不衰。无论是在牛顿的“经典体系”下还是在爱因斯坦的“相对论体系”下还是在新兴的“量子理论体系”下，从低速到高速，从微观到宏观，万有引力定律都普遍适用。

之所以会这样，我想有一个很重要的原因，就是因为万有引力本身是作为自然界中四种独立的力之一而存在的（事实上也是最早被发现的一种）。另外三种力分别是电磁力，强作用力和弱作用力。其中，电磁力作用于包括电子在内的所有带电荷的粒子之间；强作用力存在于重子之间，它把原子内的中子和带正电荷的质子结合在一起（强作用力表现为排斥力还是吸引力要视具体情况而定。一般假如重子之间的距离过近就会表现为排斥力，过远则表现为吸引力）；弱作用力则是引起放射性衰变的力（一般称为β衰变，即中子通过放出一个电子成为质子）。

至于万有引力，则与另外三种力不同，它存在于任何物体之间，也存在于任何物体的内部，主要表现为一种宏观力。科学发展到了今天，事实上已经出现了能够统一描述电磁力，强作用力和弱作用力的大统一理论，距离完成爱因斯坦发现四种相互作用统一的超统一理论的夙愿只有一步之遥了。

其实有关万有引力内容，定律背后的故事要比定律本身要来得精彩得多。这些故事里还隐藏着很多学术界不为人知的恩恩怨怨。

话说在荷兰科学家惠更斯的向心力理论传到英国之后，马上就引起了牛顿和胡克等一批英国科学家的高度重视。胡克就从惠更斯的理论中得到启发，提出了万有引力的大小同距离平方成反比的思想。但是由于胡克缺乏像牛顿那样杰出的数学才能，他当时没能够明确的提出计算万有引力大小的公式。或许是因为能力不足，也或许是因为没有意识到万有引力的重要性，胡克本人并没有能对万有引力的问题进行更深入一步的研究。然而牛顿却以万有引力大小与其距离平方成反比的定律的发现作为他研究的基础，继续不断的进行研究，最终发现了著名的万有引力定律。相比较于牛顿实质性的发现而言，胡克的发现由始至终始终停留在一个猜想的阶段，并没有任何实质性的证据。

其实，提出猜想并不等同于发现定律这一点，胡克本人作为当时皇家学会的会长也一定知道。其实早在牛顿还没有发现万有引力定律，或许是还没想到去研究万有引力定律这个问题之前，胡克就已经写信给牛顿，询问他是否可以根据惠更斯的向心力定律和引力的平方反比定律为基础，从中计算出万有引力定律的数学表达式。

有些陈年已久的事情的事实我们现在已经无从考证，或许牛顿真的曾受到过胡克的启迪，因为牛顿确实曾经收到过胡克的信，而牛顿最后也的确是按照胡克的想法发现万有引力定律的。因此，单就这点来看，胡克向牛顿提出是谁先发现万有引力的质疑，确实也事出有因，还真算不上是无理取闹。然而，就牛顿和胡克两人对万有引力定律所做出的贡献来判断，无疑牛顿所做出的贡献更加大一些，所以把定律的发现权归于牛顿这件事本身也没有什么太大的问题。

然而，正是由这起事件开始，牛顿与胡克之间的私人关系开始交恶。胡克在当时是仅次于牛顿的著名物理学家。然而常言道一山难容二虎，正是由于胡克当时在学术界的地位颇高，他便成为了牛顿的眼中钉，肉中刺，而他与牛顿间的交恶也为他晚年的悲惨遭遇埋下了伏笔。