万有引力

物体間には、常にたがいを引きあう力(引力)がはたらいている。この普遍的な引力は、すべての物体がもつ性質であることから万有引力とよばれている。イギリスの物理学者ニュートンにより1687年に万有引力の法則として定式化された。

リンゴが木からおちるのをみて、ニュートンはリンゴがおちるのは地球が引くからであると考えた。さらに、物体と物体には引きあう力があり、この力は宇宙全体にも広がっていて、月を地球のまわりにまわらせているにちがいないと考えたのである。

常にある点をむいた一定の大きさの向心力がはたらいている物体は等速円運動をすることをニュートンは知っていたので、地球の引力は月にもおよぶとし、その力は距離の2乗に反比例するとして計算した。当時は月までの距離と地球の半径の比が不正確にしか知られていなかったために、この計算はうまくいかなかった。そののち、地球の半径のより正確な値がわかると計算はうまくゆき、ケプラーの第1法則、第2法則(→ ケプラーの法則)も証明することができた。天界と地上で同じ自然法則が成立していることがあきらかになった。すなわちニュートンは、天と地の自然法則を統一したということができる。ただし、地球半径をはじめ、物理量の正確な測定技術の進歩があってはじめてなしとげられたことを忘れてはならない。

なお、ニュートンの万有引力が日本で最初に紹介されたのは意外に古く、江戸時代後期の蘭学者志筑忠雄が翻訳した「暦象新書」(中編)の出た1800年(寛政12)のことである。

万有引力は物体の質量と物体間の距離によってのみ決定され、物体の形状や構造などといった性質にはよらない。ニュートンによれば、物体間にはそれらの質量の積に比例し、距離の2乗に反比例する引力がはたらいている。これを万有引力の法則という。