物理学家的终极夙愿上篇文章，咱们从恒星与太阳的统一聊到了运动与静止的统一，今天，就接着跟大家聊一聊什么是天地合一？天地合一？也就是天上与地下的物理学理论的统一，哇，听着就让人感觉很牛的样子，谁有这么牛呢？这么牛的事儿当。
物理理论深度解析?上篇文章，咱们从恒星与太阳的统一聊到了运动与静止的统一，今天，就接着跟大家聊一聊什么是天地合一？，下面我们就来说一说关于物理理论深度解析?我们一起去了解并探讨一下这个问题吧!
物理理论深度解析
上篇文章，咱们从恒星与太阳的统一聊到了运动与静止的统一，今天，就接着跟大家聊一聊什么是天地合一？
天地合一？也就是天上与地下的物理学理论的统一，哇，听着就让人感觉很牛的样子，谁有这么牛呢？这么牛的事儿当然是由最牛的物理学家做的呀，他就是被苹果给砸醒了的牛顿，嗯，果然，听着名字就很牛！
艾萨克·牛顿（1643年1月4日—1727年3月31日）
在牛顿之前，人们认为天上和地面事儿绝对不可能是相同的，它们应该分别遵循两套不同的法则。天上住的是谁呀？那是上帝，怎么可能跟我们这些凡夫俗子遵守同一套法则呢？
牛顿三大定律
牛顿第一定律告诉了我们一切物体在没有受到力的作用时，总会保持静止或者匀速直线运动状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止！
这是牛顿总结亚里士多德的“斜面实验”得出的结论，对于它，我们都很熟悉。下面我们来看看牛顿第二定律！
伽利略通过对“落体实验”的研究已经验证，如果不受空气阻力的话，轻的物体和重的物体下落时的速度都是相同的。经测量发现，不仅它们下落的速度都是相同的，而且速度都是越来越快、下落的距离与时间的平方成正比，也就是说，自由落体运动是一种加速度恒定的匀加速直线运动！
自由落体运动时间与距离关系
加速度恒定？意味着什么？“牛一”告诉我们物体不受力时保持静止或者匀速直线运动，受力时才会迫使它改变运动状态，现在发现物体在做自由落体时的加速度是恒定的，你想到了什么？对，做自由落体运动的物体受到的力是恒定的！而且这个力是向下的！
啊，这怎么可能呢？当时人们认为物体之间有力的作用时，是需要接触的，空中的物体也没跟谁接触呀，怎么会受到力的作用呢？而且这个力还是向下的恒力！
难道不接触也能产生力的作用？这个疑问一直缠绕在牛顿心头，他认为这里边肯定隐藏着某种不为人知的秘密！
不管是质量大的物体还是质量小的物体，都能同时落地，说明了它们加速度也是相同的，可是物体质量越大，运动状态就越不容易改变呀，要想使不同质量的物体下落时的加速度相同，必须是质量越大的物体受到向下的力越大，也就是说，物体受到的力与物体质量的比值是一个定值，这个定值就是加速度！把这段话总结一下就是我们所熟知的牛顿第二定律的表达式！
牛顿第二定律的表达式
式中：F表示物体所受合外力、m表示物体的惯性质量、a表示物体的加速度
有了牛顿第一定律和第二定律，我们就能解释物体不受力时应该做什么运动，受到力的作用时又该做什么运动了！可是，我们走路或者跑步时，明明是向后蹬腿的呀，人怎么会向前去呢？使人向前的力又是哪儿来的呢？
跑步时向后用力蹬腿人向前走
牛顿第三定律告诉我们：力的作用是相互的，我们用脚向后蹬地面时，地面给我们一个向前的作用力，我们就会向前运动了！
有了牛顿三大定律，地面上的事儿总算是说明白了！那天上的事儿又怎么解释呢？
开普勒通过研究第谷对天文观测资料，通过数学运算，早已推导出了行星运动的“开普勒三大定律”，牛顿敏锐地扑捉到，“开普勒三大定律”背后肯定预言者某些更深层次的含义，同时期跟牛顿一起思考这个问题的科学家还有胡克，据说是胡克首先发现了天体之间的引力大小似乎与它们之间距离的平方成反比，并写信与数学比自己好的牛顿交流，牛顿盗取了胡克的思想，推导出了万有引力定律。
约翰尼斯·开普勒(Johannes Kepler，1571年12月27日-1630年11月15日)
这个故事是真是假，咱们就不去仔细研究了，我们来看看这个公式长什么样：
万有引力定律公式
式中，F表示万有引力、G是万有引力常量为6.67x10^－11 N·m² /kg²(由英国科学家“卡文迪许”利用扭秤实验测得）、M和m是两个天体的引力质量、r是它们之间的距离。
有了万有引力提供向心力，就可以解释像行星围绕恒星公转这些天上的事儿了，到了这儿，要是搁一般人，一定会认为天上的事儿能用万有引力解释通了，地上的事儿能用牛顿三大定律解释通了，这就功德圆满了！
太阳系
牛顿如何实现天地大一统？牛人毕竟是牛人，他们的脑袋就是为想别人之不会想、想别人之不敢想、想别人之想不通而生的！牛顿对自己取得的这些成果并不满足，因为他知道，使苹果落地的力是隔空产生的，自己还没搞明白，现在又多了个地球与太阳之间的引力，它也是这样，不需要接触就可以产生，这两种力有没有什么联系呢？
地球是围绕着太阳旋转的，要是地球转动的速度变慢，直至停止会怎么样呢？此时不需要向心力了，若忽略其他引力对地球的影响，太阳对地球的万有引力就是地球所受合外力，根据牛顿第二定律我们可以进行如下推导：
我们看到，由于G、M和r都是常量，当地球相对于太阳静止时，地球就会以一个恒定的加速度掉落到太阳上。
如果你不能完全理解，还可以根据生活经验来帮助我们判断，大家平时肯定见过旋转飞车，很明显只有车速足够快，才能使摩托车保持在铁笼壁上旋转，如果表演者想下来，就得减速了！
你看，经过这么一思考，你会发现，如果地球围绕太阳公转的速度特别小，很可能就会掉到太阳上面去了。
哦，好的，如果是这样的，那如果地球不围绕太阳公转就会掉落到太阳上，跟苹果悬在空中时相对于地面是静止的，所以会竖直掉落到地面上，是一样的道理！那要是将苹果平抛出去呢？而且平抛出去的速度特别大呢？
平抛运动的运动轨迹
平抛运动的运动轨迹是个曲线咱们都知道，平抛出去的苹果落地时，既要向地面落又要水平往前走，它的轨迹肯定是个曲线。抛出去的初速度越大，轨迹所画的弧线就越大，速度大到一定程度，其轨迹所画的弧线就有可能等于或大于地球的半径，这样的话，苹果就能绕地球做圆周运动了(这里你想到了三大宇宙速度吗？）；如果速度为零，那就只向下走，不水平走，不就是自由落体了吗？
想到这儿，你或许会跟牛顿一样恍然大悟！原来使苹果落地的力和天体与天体之间的引力真的可以理解为同一种力啊！
到此为止，牛顿就真正统一了天上与地下，实现了力学江湖的大一统，神秘的星空原来也跟我们地面遵守相同的物理规律，原来不是上帝主宰者宇宙万物，哈哈，如果真有上帝存在，不知道会不会在梦中去问候一下牛顿！
牛顿真正牛的地方，并不是牛顿三大定律，当然也不是万有引力定律，因为牛顿三大定律有一大半伽利略已经研究得差不多了，没有牛顿，别人也能总结出来；万有引力定律当时胡克也在研究，而且有了些想法，奈何数学不如牛顿，在跟当时数学很牛的牛顿写信交流之中被牛顿捷足先登，但是并不是说没有牛顿，胡克就总结不出来，只是时间可能会更长一些，但是，让天地合一，共同使用一套理论这事儿，没有牛顿，估计谁也不会轻易想到！发现火容易、发现食物也容易，但是把食物用火烤熟了会更好吃，这才是真正价值所在，牛顿当然是后者。
说到这儿，我们发现，所有伟大的统一理论都是站在之前的统一之上的，如果我没有我们前一篇文章所讲的恒星与太阳的统一、运动与静止的统一，牛顿就是再厉害他也不能用亚里士多德的观点来实现天上地下的力学理论大一统吧，就像牛顿自己所说的：“我们之所以伟大，那是因为我们都站在巨人的肩膀上。”所以说，每一次统一道路上前进的一小步都是向宇宙终极真理迈进的一大步！把这些统一理论结合在一起，才会产生巨大无比的力量！
