「狭义相对论」有一种科学现象，人类苦思冥想了几个世纪至今很多方面还是个谜
升上去的必定会掉下来。但其背后的原因让人类最伟大的头脑苦思冥想了好几个世纪，至今，引力的许多方面仍是个谜。
宇宙中有4种基本作用力：强核力、弱核力、电磁力和引力。在它们中，引力最为明显，但也是最难破解的谜题。
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古希腊人认为，引力是元素的特性。亚里士多德描述了土和水具有引力的原因，它们会倾向于朝宇宙的中心（地球）运动，即下落。他认为，由于空气和火较轻，于是它们会朝远离中心的方向运动，即上升。但是这些趋势只存在于不完美的月下世界。在古希腊的世界观中，月亮之上的一切都屈从第五元素——精质，它可以让天体不受干扰地旋转。
要理解亚里士多德的观点，我们需要忘记所有在高中学的物理。引力不是一种力，只是描述土和水的基本性质。就像追逐猫是狗的天性一样，朝向宇宙中心运动也是土和水的“天性”。虽然对引力的认识不断深入，但在2000年的时间里很少有人真正向亚里士多德的理论发起过挑战。
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脚踏实地
公元7世纪的印度数学家婆罗摩笈多和公元10世纪的伊斯兰学者阿尔伯鲁尼则认为，引力的机理类似于磁铁，但这都不足以撼动亚里士多德的“霸主”地位。它的第一个危机来自哥白尼和伽利略所引发的对太阳系认识的变革。如果他们是正确的——太阳是宇宙的中心，地球绕太阳转动，亚里士多德的引力理论就会土崩瓦解。基于推理而不是观测和实验，亚里士多德的观点需要把地球置于宇宙的中心。如果太阳取而代之成为中心，所有的重物都会因此飞进太空。
更重要的是，亚里士多德的引力理论会使得重物下落得比光还快。由于包含更多的物质，因此重物会具有更强的趋势朝向宇宙中心运动，因此运动的速度会更快。亚里士多德认为这是事实，但伽利略并不同意这一观点。他提出了一个问题，如果你把两个不同重量的物体用绳子绑在一起会发生什么？根据亚里士多德的观点，较重的物体下降的速度较快，其下落的速度会超过较轻的物体；因为绳子的拉力，较轻的物体会使得较重的物体减速，最终它们整体的下落速度会介于两者之间。然而，作为一个整体，其总重量要超过构成它的任何一个物体，因此也会下落得更快。这两个结论完全相互矛盾。
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虽然伽利略几乎可以肯定没有如传说的那样在比萨斜塔上通过自由落体实验发现物体会同时落地，但他确实用由软木和铅所做的摆锤做过单摆实验。他认为，铅的重量超过软木锤100多倍。伽利略的实验显示，它们摆动的速率相同，因此受引力作用下落的速度也相同。他还在斜面上通过滚落球体来测量引力的效应。伽利略明确地指出是“吸引力”让物体落向地球。
把引力纳入科学和数学框架之下的是牛顿。目前还不清楚他是否真的是因为看到苹果下落而受到启发，但他自己是这么说的。1726年4月，在与考古学家威廉· 斯蒂克利（William Stukeley）的长谈中，牛顿说是一个苹果的下落让他思考为什么苹果总是垂直落地。
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根据斯蒂克利的说法，牛顿认为苹果是被地球的“吸力”所牵引的，而这一作用力必定正比于质量。苹果会吸引地球，地球也会吸引苹果。但还不止于此，牛顿提出了“万有引力”的概念，这是一次飞跃。他打破了亚里士多德的月球屏障，让这个相同的作用力存在于整个宇宙。他意识到是引力在维持行星沿轨道绕行，否则它们就会沿一条直线飞出去。
所有这一切以及其他的内容都一同写进了牛顿的杰作《自然哲学的数学原理》中。这本书通常也简称为《原理》，用拉丁文写成，不容易阅读，还使用了远超一般水平的几何知识。它对引力的关键认识可以概括成一句话：引力的强度正比于物体的质量，反比于物体间距离的平方。对牛顿而言，他的引力定律和运动定律足以用来描述行星和卫星的运动以及物体的下落。毫无疑问，这是一个伟大的胜利。
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