牛顿第一定律，又称作惯性定律：一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。牛顿第二定律：物体的加速度跟作用力成正比，跟物体的质量成反比。它又可表达为：作用在物体上的合外力，等于单位时间内物体动量的变化。牛顿第三定律：两个物体之间的作用力和反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条作用线上。

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日期：2010-01-13　00:21:05

　　1687年牛顿又正式发表了万有引力定律：宇宙间的一切物体都是互相吸引的。两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们之间距离的平方成反比。万有引力定律，统一了地面上和天体物体的运动规律，是人类认识自然的历史过程中的一个里程碑。在牛顿时代科学家的共同努力下，发现了动量守恒定律：相互作用的物体，如果不受外力作用，或它们所受的外力之和为零，它们的总动量保持不变。值得注意的是，到目前为止，在自然界任何物体间的相互作用中，还没有发现违反动量守恒定律的现象。动量守恒定律自它成立以来至今仍然是自然界中最重要、最普遍的客观规律之一。在人类长期的实践中还总结出另一条普遍的、基本的规律，那就是能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失；它只能从一种形式转化为别的形式，或者由一个物体转移到另一个物体；而在这种转移中保持能的总量不变。中微子的发现就是由能量守恒定律直接引导出来的。

　　在现代物理学中将力分为四种。
　　第一种是引力。任何物质都会因为自身的质量或能量而感受到引力。引力是四种力中最弱的一种，它弱到了几乎难以觉察到的程度。人们是根据它的两个显著特点才注意到了它；一个特点是它始终表现为吸引力，无论在什么情况下，又无论是在什么物质之间它都以吸引力的状态存在，故又称之为万有引力。第二个特点是，它是一种长程力，会作用到非常大的距离中去，那怕迄今为止我们所能知道的物体之间最大的间距150亿光年之远的天体之间依然存在。只要有物体存在它们之间就有万有引力存在。

　　第二种力是电磁力。它是四种力中第二强的力。它的特点是仅仅作用于带电荷的粒子，例如作用于电子及夸克，而不和不带电荷的粒子作用。另外它有正负之分：同性相斥、异性相吸。它比引力要强许多，譬如在两个电子之间产生的电磁力，要比它们之间的万有引力大1042倍。它也是一种长程力。
　　第三种力是强力。它是第一强的力。是一种在极短距离内起作用的最短距离的短程力。它将质子和中子里面的夸克束缚在一起，它也将原子中的质子的中子束缚在一起。是强子之间的相互作用力。举例来说核力便是其中之一。
　　第四种力是弱力。也是一种在很短距离内起作用的短程力。它起着制约放射性现象的作用，是在所有的强子和轻子之间作用。
　　可以看出来，在牛顿汇总及创建的在人类史上延续了两千多年的经典力学范畴，只含有前两种力：引力及磁力。而后两种力，强核力与弱核力都是属于20世纪后的量子力学理论范畴，在牛顿时代对它们还一无所知。
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日期：2010-01-14　23:53:41

　　相对论与电磁论的有关定律结合得比较好，但是它与牛顿重力定律却不相容。在牛顿的理论中，如果改变了空间的物质分布，整个宇宙中重力场同时会发生改变。因为在牛顿的万有引力理论中，物体之间相互吸引力的大小与它们距离的平方成反比。那么如果我们移动了一个物体，相互关联的另一个物体所受的力就立即会改变，这意味着引力必须以无限速度来传递。同时也意味着可以发送出比光速传播还要快的信号；而这在狭义相对论中是绝对不允许存在的。在牛顿力学中的绝对的、或者说是一般人们所普遍通用的空间、时间的概念，这却是为相对论所坚决抛弃的。

　　另外还需要指出的是这四种力，除了第一种力——引力服从于相对论理论。而后三种力——电磁力、强力、弱力则服从量子力学；这后三种相互作用力的形成是用假设相互交换“量子”来解释的。而针对这一问题，一个世纪以来，物理学一直想寻求一条能将所有力都能统一起来的理论。
　　爱因斯坦后半生也在作此努力。他想把电力、磁力和引力联系在一起；他想建立起一个叫做“统一场论”的理论。他认为电力、磁力和重力是同一个东西的三种不同的表现形式，这就如同冰、水、水蒸气都是H2O的固体、液体、气体三态。他认为宇宙中充满许多重力波和磁力线，想寻找到能利用它们的途径，很可惜他没有获得成功。但是他的这种思想和精神激励着广大物理学家继续从事这方面的努力。如今在力的统一理论中，温伯格提出的电弱理论被认为是统一了的电磁力和弱作用力的理论。

　　我们再重点讨论一下引力。在量子力学中引力归于广义相对论研究的范畴，而相对论与研究微观世界的量子理论的主要不同在于，相对论是以研究大尺度的宏观宇宙为目标。而正是引力使宇宙的大尺度结构空间成形，虽然它是四种力中最弱的一种。引力定律和牛顿的宇宙随时间永不变的观念不相协调。引力的存在意味着宇宙必须正在膨胀或者正在收缩。按照广义相对论，宇宙在过去某一时刻必定处于一个无限密度的状态，由此产生大爆炸，这是宇宙的诞生，也就是时间的起点。同样的道理，经过膨胀以后，某个时刻整个宇宙又必将会出现另一种极限状态——该宇宙的极大状态；这时也就是宇宙膨胀趋势与压缩趋势两者瞬间达到了平衡点。继而由于引力的作用，整个宇宙由此开始塌缩，并在将来的某个时刻必定会塌缩成那种密度无限大的状态——该宇宙体积的极小状态，这也就是大挤压，是时间的终点，所形成的奇点宣告了宇宙的灭亡。而这整个过程都是在引力的导演下完成的，由此可见引力的重要性。这时宇宙又逐渐到达新的压缩趋势与膨胀趋势瞬间平衡，一场新的大爆炸又正在蕴酿之中即将形成。

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日期：2010-01-16　23:02:17

　　爱因斯坦的广义相对论，是用物质影响空间的几何性质来解释引力的，即引力不像其它种类的力，而只不过是空间——时间不是平坦的这一事实的后果。时空弯曲是产生万有引力的原因。引力场便是据此建立起来的。爱因斯坦在广义相对论中引进了一种崭新的观念，即引力不仅仅是在一个固定的时空背景里作用的力。相反引力是由在时空中物质和能量引起的时空畸变，这也就意味着引力已经是几何性质的东西了。

　　按照相对论的解释，譬如当物质想沿直线穿越时空时，由于时空是弯曲的并不是平坦的，所以它们的路径就被弯折了。同理，地球沿椭圆轨迹绕太阳公转的原因也是由于太阳质量产生的时空曲率，迫使原想沿着直线穿越时空的地球不得不按此曲线的测地线行走。引力在小质量物质作用时往往微弱到难以觉察的程度，而在大质量的宇宙天体中却显示出不可忽视的威力，甚至连光在太阳附近的时空曲率作用下也别想直线通过，只能沿着测地线这样的曲线前进。这曾经是爱因斯坦的一个著名的预言，并在1919年由英国的一支科学探险队，在完成了对日食的观察后证实了这一预言。广义相对论将引力是解释为“四维时空的弯曲。”

　　顺带说一下，在广义相对论对引力的概念中，万有引力的传播速度，已不再是超光速的无限速度，而是符合相对论的在以光速传播了。实质上广义相对论暗示着：在理论物理学中建立的最为成功的一个分支——牛顿万有引力犯了一个根本性的错误或者说它并不完整。这是这新旧两种理论中比较大的不同点。