在这个章节我们将讨论对人类思维影响最深的通用观点之一。在我们赞赏人类思想的同时,不妨停下手头的工作去致敬大自然——我们追随的如此完整且通用的观点,就像引力定律一样优雅简单。那么引力法则是什么呢?引力法则说的是宇宙中的每一个物体都会吸引其他任意的一个物体——对于任意两个物体之间的力与每一个物体的质量成正比,与他们之间的距离的平方成反比。这个称述可以由下面的数学表达式给出: \(F=G\frac{mm^{'}}{r^2}\)
如果在此基础之上我们添加一个事实——一个物体会响应这个力,沿着力的方向加速,该速值与物体的质量成反比,我们做了所有必要的事情,那么对于一个足够有天赋的数学家,他就能够推导出这两个原理下面所有的结论。然而,因为我们缺乏天赋,我们需要讨论更多的细节,而不是停留在两个裸露的原理上。我们会简述发现引力定律的故事,讨论它的一些结果,它在历史上的影响,它包含的神秘性以及爱因斯坦做的一些优化;我们也会讨论该定律与物理其他定律之间的联系。所有的这些不可能在一个章节里完成,这些问题会在合适的时间,在随后的章节里得到解决。
这个故事是从古人观测行星的运动开始的,最终他们发现观测的行星是围绕太阳运动的,哥白尼随后也再次论证了观点。行星到底是如何围绕太阳运动的,需要花费更多的时间去探索。在15世纪伊始存在着一个很大的争论——它们是否真的围绕太阳运转?第谷·布拉厄有一个想法,不同于其他人,他说对于行星运动的争论,最佳的解决办法是给出足够精确的行星的位置。如果测量可以精确地展现行星的运动,也许它可以给出一个视角。这是一个很棒的点子——可以挖掘出某些事物,比起继续理论上的争执,倒不如认真做一些实验。在这个想法的驱使下,第谷·布拉厄在位于哥本哈根附近的文岛的观测站里花费了很多年专研行星的位置。他做了大量的数据表(voluminous tables),随后数学家开普勒在此基础上发现了令人惊叹但是简洁的法则,关于行星运转。