六、运用科学观察和科学实验验证万有引力定律理论

牛顿的万有引力定律是经过科学观察和科学实验的检验后才得到普遍承认的：

  1. 关于地球形状的测定牛顿根据他的引力理论指出，地球不是正球体，而是两极方向稍扁的扁球体，后经过法国科学家的几次测量证明了牛顿的推论是正确的．牛顿这个足不出户的人正确地给出了地球的形状，这显示了牛顿理论的威力．

  2. 地月验证由运动学公式可计算出月球的向心加速度

v2

a n = R

4π2

= T2 R

已知 R＝3.84×108 米；T＝2.36×106 秒 得出an＝0.27 厘米/秒 2

又由万有引力定律，引力的大小与距离的平方成反比，月球与地球间的距离约为地球半径的 60 倍，因此，其加速度应是地面加速度的 1/602

即an

＝ 980 ＝0.27（厘米 / 秒2 ）由此可见，计算月球向心加速度，从

602

引力定律出发得到的结果与用其它方法得到的计算结果相同，这也从一方面验证了万有引力定律的正确性．

  1. 哈雷慧星回归周期的证实牛顿认为慧星并不象一些人所认为的是一种神秘天体，它同样应遵循力学规律．英国天文学家哈雷参照从前慧星的出现情况，运用牛顿的万有引力理论预言这颗慧星（后人称为哈雷慧星）将于 1758 年出现，后经克雷洛计算了木星和土星对这颗慧星的摄动

作用，指出它将推迟于 1759 年 4 月份经过近日点，这个预言果然被证实． 4．引力恒量的测定从地面上的实验对万有引力定律提供了直接证

明，1798 年英国物理学家卡文迪士把两个小铅球系在一根直杆的两端， 用一根细线从中间吊起，然后用两只大铅球靠近小铅球，经过细线的扭曲测量了大球与小球之间的引力作用，从而得出了引力恒量之值：G＝6.71

×10−13 牛顿［厘米］2/克 2 卡文迪士的实验以后又被重复了许多次．并据此计算出了地球的质量与密度，引力恒量的测定为万有引力的计算提供了可能．

5．海王星的发现天王星发现后，人们发现天王星的轨道的理论计算总是同实验观测有出入，法国的勒维列和英国的亚当斯根据牛顿万有引力定律理论都预言有一颗新星，并计算出了它的位置．法国天文学家加尔用望远镜在计算出的指定位置上发现了这颗新星（后命名为海王星）．勒维列和亚当斯没有朝天上一瞥，只靠牛顿理论的数学计算就在他们的笔头的尖端看到了新星，这再一次显示了牛顿引力理论的力量．不到一个世纪， 人们又在对海王星的仔细观测中发现了海王星的自身摄动，又提出了还存在别的行星的假说，1930 年洛韦耳天文台的汤鲍就找到了这颗被预言的冥王星．