重力的历史

我们所经历的最普遍的行为之一，毫无疑问，即使是最早的科学家也试图理解为什么物体落在地上。希腊哲学家亚里士多德通过提出物体移向它们的自然位置的想法，给出了对这种行为进行科学解释的最早和最全面的尝试之一;

地球元素的这个自然位置位于地球的中心（当然，这是亚里士多德的宇宙中心'宇宙的地心模型）。地球周围是一个同心球体，是水的自然领域，被空气的自然领域包围，然后是上面的自然领域。因此，地球沉入水中，水沉入空气中，火焰高于空气。一切都倾向于在亚里士多德和他的模型中的自然位置，它与我们对世界如何运作的直觉理解和基本观察结果相当一致。

亚里士多德进一步认为物体的下降速度与其重量成正比。换句话说，如果你取了一个木制物体和一个相同大小的金属物体并将它们都丢弃，那么较重的金属物体会以更快的速度下降。

伽利略与运动15 16

亚里士多德'关于向物质运动的哲学'自然位置占据了大约2000年，直到伽利略伽利利时期。伽利略进行了将不同重量的物体向下倾斜平面滚动的实验（尽管有流行的顶睾故事，但不会将它们从比萨塔上掉下来），并发现它们以相同的加速度落下，无论它们的重量如何。

除了经验证据之外，伽利略还构建了一个理论思想实验来支持这一结论。这是现代哲学家如何描述伽利略和39的方法在他2013年的书直觉泵和其他思维工具：

"一些思想实验可以被分析为严格的论证，通常是形式简化和远隔，其中一个需要一个'反对者'前提并得出正式的矛盾（一个似是而非的结果），表明它们可以't都是对的。我最喜欢的一个是伽利略的证据，证明沉重的东西不会比较轻的东西下降得更快（当摩擦可以忽略不计时）。他认为，如果他们这样做，那么由于重石A会比轻石B下降得更快，如果我们将B系到A上，石B会起阻力作用，减缓A下降。但是与B相关的A比单独的A重，所以两者一起也应该比A本身下降得更快。我们得出的结论是，将B与A联系起来会使得比A本身下降得更快更慢，这是一个矛盾;

牛顿引入重力33 34

艾萨克·牛顿爵士提出的主要贡献是认识到，在地球上观察到的这种下降运动与月球和其他物体经历的运动行为相同，这使得它们彼此之间保持在适当的位置。（牛顿的这种见解是建立在伽利略的工作基础之上的，同时也包含了伽利略之前由尼古拉斯哥白尼开发的日心模型和哥白尼原理

牛顿和#39;普遍重力定律的发展，通常称为重力定律，将这两个概念以数学公式的形式结合在一起，似乎适用于确定任何两个物体之间的吸引力。质量。与牛顿运动定律一起，它创造了一个正式的重力和运动系统，可以指导科学理解两个多世纪以来一直受到挑战。

爱因斯坦重新定义重力

我们理解重力的下一个重要步骤来自Alb爱因斯坦以他的广义相对论的形式，通过基本解释来描述物质和运动之间的关系，即有质量的物体实际上弯曲了空间和时间的结构（统称为时空）。这改变了物体的路径，符合我们对重力的理解。因此，目前对重力的理解是，它是物体跟随通过空间时间的最短路径的结果，由附近大块物体的翘曲修正。在我们遇到的大多数情况下，这与Newton'经典重力定律完全一致。有些情况需要对广义相关性有更**的理解，以使数据符合所需的精度水平。

寻找量子重力

但是，有些情况下，即使是广义相对论也不能给我们有意义的结果。具体而言，有些情况下广义相对论与量子物理学的理解是不相容的。

这些例子中最着名的一个是沿着黑洞的边界，其中时空的光滑织物与量子物理学所需的能量粒度不相容。物理学家斯蒂芬霍金在理论上解决了这一问题，解释说预测黑洞以霍金辐射的形式辐射能量。

然而，需要的是可以完全结合量子物理学的综合重力理论。为了解决这些问题，需要这样的量子重力理论。物理学家有许多这样的理论的候选人，其中***的是字符串理论，但没有一个产生足够的实验证据（甚至足够的实验预测）被验证和广泛接受为物理现实的正确描述。

我除了需要重力量子理论之外，还有两个与重力有关的实验驱动的谜团仍需要解决。科学家们发现，为了使我们目前对重力的理解适用于宇宙，必须有一种看不见的吸引力（称为暗物质）来帮助将宇宙保持在一起，还有一种看不见的排斥力（称为暗能量）能够以更快的速度将遥远的宇宙推开。