上篇文章，咱們從恆星與太陽的統一聊到了運動與靜止的統一，今天，就接著跟大家聊一聊什麼是天地合一？
天地合一？也就是天上與地下的物理學理論的統一，哇，聽著就讓人感覺很牛的樣子，誰有這麼牛呢？這麼牛的事兒當然是由最牛的物理學家做的呀，他就是被蘋果給砸醒了的牛頓，嗯，果然，聽著名字就很牛！
艾薩克·牛頓（1643年1月4日—1727年3月31日）
在牛頓之前，人們認為天上和地面事兒絕對不可能是相同的，它們應該分別遵循兩套不同的法則。天上住的是誰呀？那是上帝，怎麼可能跟我們這些凡夫俗子遵守同一套法則呢？
牛頓三大定律
牛頓第一定律告訴了我們一切物體在沒有受到力的作用時，總會保持靜止或者勻速直線運動狀態，直到有外力迫使它改變這種狀態為止！
這是牛頓總結亞里士多德的“斜面實驗”得出的結論，對於它，我們都很熟悉。下面我們來看看牛頓第二定律！
伽利略通過對“落體實驗”的研究已經驗證，如果不受空氣阻力的話，輕的物體和重的物體下落時的速度都是相同的。經測量發現，不僅它們下落的速度都是相同的，而且速度都是越來越快、下落的距離與時間的平方成正比，也就是說，自由落體運動是一種加速度恆定的勻加速直線運動！
自由落體運動時間與距離關係
加速度恆定？意味著什麼？“牛一”告訴我們物體不受力時保持靜止或者勻速直線運動，受力時才會迫使它改變運動狀態，現在發現物體在做自由落體時的加速度是恆定的，你想到了什麼？對，做自由落體運動的物體受到的力是恆定的！而且這個力是向下的！
啊，這怎麼可能呢？當時人們認為物體之間有力的作用時，是需要接觸的，空中的物體也沒跟誰接觸呀，怎麼會受到力的作用呢？而且這個力還是向下的恆力！
難道不接觸也能產生力的作用？這個疑問一直纏繞在牛頓心頭，他認為這裡邊肯定隱藏著某種不為人知的秘密！
不管是質量大的物體還是質量小的物體，都能同時落地，說明了它們加速度也是相同的，可是物體質量越大，運動狀態就越不容易改變呀，要想使不同質量的物體下落時的加速度相同，必須是質量越大的物體受到向下的力越大，也就是說，物體受到的力與物體質量的比值是一個定值，這個定值就是加速度！把這段話總結一下就是我們所熟知的牛頓第二定律的表達式！
牛頓第二定律的表達式
式中：F表示物體所受合外力、m表示物體的慣性質量、a表示物體的加速度
有了牛頓第一定律和第二定律，我們就能解釋物體不受力時應該做什麼運動，受到力的作用時又該做什麼運動了！可是，我們走路或者跑步時，明明是向後蹬腿的呀，人怎麼會向前去呢？使人向前的力又是哪兒來的呢？
跑步時向後用力蹬腿人向前走
牛頓第三定律告訴我們：力的作用是相互的，我們用腳向後蹬地面時，地面給我們一個向前的作用力，我們就會向前運動了！
有了牛頓三大定律，地面上的事兒總算是說明白了！那天上的事兒又怎麼解釋呢？
開普勒通過研究第谷對天文觀測資料，通過數學運算，早已推導出了行星運動的“開普勒三大定律”，牛頓敏銳地撲捉到，“開普勒三大定律”背後肯定預言者某些更深層次的含義，同時期跟牛頓一起思考這個問題的科學家還有胡克，據說是胡克首先發現了天體之間的引力大小似乎與它們之間距離的平方成反比，並寫信與數學比自己好的牛頓交流，牛頓盜取了胡克的思想，推導出了萬有引力定律。
約翰尼斯·開普勒(Johannes Kepler，1571年12月27日-1630年11月15日)
這個故事是真是假，咱們就不去仔細研究了，我們來看看這個公式長什麼樣：
萬有引力定律公式
式中，F表示萬有引力、G是萬有引力常量為6.67x10^－11 N·m² /kg²(由英國科學家“卡文迪許”利用扭秤實驗測得）、M和m是兩個天體的引力質量、r是它們之間的距離。
有了萬有引力提供向心力，就可以解釋像行星圍繞恆星公轉這些天上的事兒了，到了這兒，要是擱一般人，一定會認為天上的事兒能用萬有引力解釋通了，地上的事兒能用牛頓三大定律解釋通了，這就功德圓滿了！
太陽系
牛頓如何實現天地大一統？
牛人畢竟是牛人，他們的腦袋就是為想別人之不會想、想別人之不敢想、想別人之想不通而生的！牛頓對自己取得的這些成果並不滿足，因為他知道，使蘋果落地的力是隔空產生的，自己還沒搞明白，現在又多了個地球與太陽之間的引力，它也是這樣，不需要接觸就可以產生，這兩種力有沒有什麼聯繫呢？
地球是圍繞著太陽旋轉的，要是地球轉動的速度變慢，直至停止會怎麼樣呢？此時不需要向心力了，若忽略其他引力對地球的影響，太陽對地球的萬有引力就是地球所受合外力，根據牛頓第二定律我們可以進行如下推導：
我們看到，由於G、M和r都是常量，當地球相對於太陽靜止時，地球就會以一個恆定的加速度掉落到太陽上。
如果你不能完全理解，還可以根據生活經驗來幫助我們判斷，大家平時肯定見過旋轉飛車，很明顯只有車速足夠快，才能使摩托車保持在鐵籠壁上旋轉，如果表演者想下來，就得減速了！
你看，經過這麼一思考，你會發現，如果地球圍繞太陽公轉的速度特別小，很可能就會掉到太陽上面去了。
哦，好的，如果是這樣的，那如果地球不圍繞太陽公轉就會掉落到太陽上，跟蘋果懸在空中時相對於地面是靜止的，所以會豎直掉落到地面上，是一樣的道理！那要是將蘋果平拋出去呢？而且平拋出去的速度特別大呢？
平拋運動的運動軌跡
平拋運動的運動軌跡是個曲線咱們都知道，平拋出去的蘋果落地時，既要向地面落又要水平往前走，它的軌跡肯定是個曲線。拋出去的初速度越大，軌跡所畫的弧線就越大，速度大到一定程度，其軌跡所畫的弧線就有可能等於或大於地球的半徑，這樣的話，蘋果就能繞地球做圓周運動了(這裡你想到了三大宇宙速度嗎？）；如果速度為零，那就只向下走，不水平走，不就是自由落體了嗎？
想到這兒，你或許會跟牛頓一樣恍然大悟！原來使蘋果落地的力和天體與天體之間的引力真的可以理解為同一種力啊！
到此為止，牛頓就真正統一了天上與地下，實現了力學江湖的大一統，神秘的星空原來也跟我們地面遵守相同的物理規律，原來不是上帝主宰者宇宙萬物，哈哈，如果真有上帝存在，不知道會不會在夢中去問候一下牛頓！
牛頓真正牛的地方，並不是牛頓三大定律，當然也不是萬有引力定律，因為牛頓三大定律有一大半伽利略已經研究得差不多了，沒有牛頓，別人也能總結出來；萬有引力定律當時胡克也在研究，而且有了些想法，奈何數學不如牛頓，在跟當時數學很牛的牛頓寫信交流之中被牛頓捷足先登，但是並不是說沒有牛頓，胡克就總結不出來，只是時間可能會更長一些，但是，讓天地合一，共同使用一套理論這事兒，沒有牛頓，估計誰也不會輕易想到！發現火容易、發現食物也容易，但是把食物用火烤熟了會更好吃，這才是真正價值所在，牛頓當然是後者。
說到這兒，我們發現，所有偉大的統一理論都是站在之前的統一之上的，如果我沒有我們前一篇文章所講的恆星與太陽的統一、運動與靜止的統一，牛頓就是再厲害他也不能用亞里士多德的觀點來實現天上地下的力學理論大一統吧，就像牛頓自己所說的：“我們之所以偉大，那是因為我們都站在巨人的肩膀上。”所以說，每一次統一道路上前進的一小步都是向宇宙終極真理邁進的一大步！把這些統一理論結合在一起，才會產生巨大無比的力量！
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