牛頓（Lsaac Newton)最早發(fā)現(xiàn)了地球引力，且與萬有引力有 關(guān)。艾薩克·牛頓，英國著名科學(xué)家。（牛頓）
FRS（Sir Isaac Newton，1642年12月25日－1727年3月31日）是一位英格蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、自然哲學(xué)家和煉金術(shù)士。他在1687年發(fā)表的論文《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》里，對萬有引力和三大運(yùn)動定律進(jìn)行了描述。這些描述奠定了此后三個世紀(jì)里物理世界的科學(xué)觀點(diǎn)，并成為了現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。他通過論證開普勒行星運(yùn)動定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運(yùn)動都遵循著相同的自然定律；從而消除了對太陽中心說的最后一絲疑慮，并推動了科學(xué)革命。牛頓是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運(yùn)動三定律。在牛頓以前，天文學(xué)是最顯赫的學(xué)科。但是為什么行星一定按照一定規(guī)律圍繞太陽運(yùn)行？天文學(xué)家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發(fā)現(xiàn)說明，天上星體運(yùn)動和地面上物體運(yùn)動都受到同樣的規(guī)律——力學(xué)規(guī)律的支配。

早在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律以前，已經(jīng)有許多科學(xué)家嚴(yán)肅認(rèn)真的考慮過這個問題。比如開普勒就認(rèn)識到，要維持行星沿橢圓軌道運(yùn)動必定有一種力在起作用，他認(rèn)為這種力類似磁力，就像磁石吸鐵一樣。1659年，惠更斯從研究擺的運(yùn)動中發(fā)現(xiàn)，保持物體沿圓周軌道運(yùn)動需要一種向心力。胡克等人認(rèn)為是引力，并且試圖推到引力和距離的關(guān)系。1664年，胡克發(fā)現(xiàn)彗星靠近太陽時軌道彎曲是因?yàn)樘栆ψ饔玫慕Y(jié)果；1673年，惠更斯推導(dǎo)出向心力定律；1679年，胡克和哈雷從向心力定律和開普勒第三定律，推導(dǎo)出維持行星運(yùn)動的萬有引力和距離的平方成反比。

 

牛頓自己回憶，1666年前后，他在老家居住的時候已經(jīng)考慮過萬有引力的問題。最有名的一個說法是：在假期里，牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次，象以往屢次發(fā)生的那樣，一個蘋果從樹上掉了下來。

一個蘋果的偶然落地，卻是人類思想史的一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它使那個坐在花園里的人的頭腦開了竅，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢。牛頓思索著。終于，他發(fā)現(xiàn)了對人類具有劃時代意義的萬有引力。牛頓高明的地方就在于他解決了胡克等人沒有能夠解決的數(shù)學(xué)論證問題。1679年，胡克曾經(jīng)寫信問牛頓，能不能根據(jù)向心力定律和引力同距離的平方成反比的定律，來證明行星沿橢圓軌道運(yùn)動。牛頓沒有回答這個問題。1685年，哈雷登門拜訪牛頓時，牛頓已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律：兩個物體之間有引力，引力和距離的平方成反比，和兩個物體質(zhì)量的乘積成正比。當(dāng)時已經(jīng)有了地球半徑、日地距離等精確的數(shù)據(jù)可以供計算使用。牛頓向哈雷證明地球的引力是使月亮圍繞地球運(yùn)動的向心力，也證明了在太陽引力作用下，行星運(yùn)動符合開普勒運(yùn)動三定律。在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書。皇家學(xué)會經(jīng)費(fèi)不足，出不了這本書，后來靠了哈雷的資助，這部科學(xué)史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。

牛頓在這部書中，從力學(xué)的基本概念(質(zhì)量、動量、慣性、力)和基本定律(運(yùn)動三定律)出發(fā)，運(yùn)用他所發(fā)明的微積分這一銳利的數(shù)學(xué)工具，不但從數(shù)學(xué)上論證了萬有引力定律，而且把經(jīng)典力學(xué)確立為完整而嚴(yán)密的體系，把天體力學(xué)和地面上的物體力學(xué)統(tǒng)一起來，實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大的綜合。

 

假如地球表面完全為自由流動的液態(tài)水所覆蓋，那么這種液體水的表面呈現(xiàn)一個扁球體，在兩極稍平，而在赤道膨脹，這在前邊已經(jīng)作了簡要的敘述。這個理想的形狀，稱為地球體，它將完美地同全部的重力、轉(zhuǎn)動力相平衡。牛頓定律對于引力的表達(dá)是重力遵循的基礎(chǔ)。眾所周知，該定律的基本表述為：m1與m2這兩個質(zhì)點(diǎn)之間的引力，正比于二者質(zhì)量的乘積，反比于這兩個質(zhì)點(diǎn)中心之間距離的平方，如果說此處的F為作用在m2上的力，那么R1為從m1指向m2的單位向量，r是m1與m2之間的距離，而A是萬有引力常數(shù)。加上負(fù)號表示著力是互相吸引的。
很明顯，引力是存在于自然界中強(qiáng)度最小的相互作用力。最近還發(fā)現(xiàn)，A的數(shù)值也不是常數(shù)，而是隨著時間有緩慢的減少。它的這種變化，是由許多原因造成的，其中之一被認(rèn)為是由于地球半徑隨著時間而增加，這樣反過來，又必將對地球的發(fā)展歷史帶來深刻的影響。可是，所得出的A值變化速率是如此之小，以至于它在整個地球演化過程中，即在幾十億年的時間內(nèi)，其變化速率只大約為1％，所以在實(shí)際應(yīng)用上并無什么真正的價值。

由于地球（假定為m1）這個巨大質(zhì)量的存在，使得m2所產(chǎn)生的加速度，稱做重力加速度。它最早是被伽利略在意大利的比薩斜塔上測定的。在地球表面上這個數(shù)值一般定為980厘米／秒2，通常又將1厘米／秒2稱為“伽”（gal），用以紀(jì)念這位偉大的科學(xué)家。重力場是守恒的，也就是說在重力場中，移動一個物體所做的功，獨(dú)立于它所經(jīng)過的路徑，而僅僅取決于它的終點(diǎn)。事實(shí)上，假如該質(zhì)量最終轉(zhuǎn)到它原來出發(fā)時所處的位置時，其凈能量的消耗等于0，而不管它在其間所走過的道路是什么。這在自然地理面中，是可以很輕易得到證明的。尋常所見的水分循環(huán)，就是一個很好的說明重力守恒的例子。一滴水從海洋面上被蒸發(fā)，克服重力，進(jìn)入大氣，這是外界做功的結(jié)果。待它由空中重新回歸到海洋時（而不管它是直接落入海洋，還是被運(yùn)送到幾千公里之外，又隨著河川逕流回到海洋來的），放出了原先克服重力時的那部分功，遵循著重力守恒，使得凈能量的消耗等于0。類似的例子，在地表面是很多的。另外一種對重力守恒的表達(dá)方式就是：動能和勢能之和在一個封閉體系中為一常數(shù)，這涉及到動能與勢能的互相轉(zhuǎn)化，也是我們要經(jīng)常使用的一個規(guī)律。同時要記住引力是一個向量，它的方向是沿著地球的質(zhì)量中心與另外一個物體質(zhì)量中心的連線，這在進(jìn)行向量分析時，是極為有用的。地球表面的重力大小，一般來說與五個因素有關(guān)，它們是地理緯度、海拔高度、周圍地體的地形、地球潮汐與地表以下物質(zhì)的密度。這最后一個因子，僅僅在進(jìn)行重力測量中才有價值，一般情況下它對重力變化的影響，要比前四個因子的聯(lián)合效應(yīng)小的多。例如，從赤道到兩極，重力隨著緯度變化的數(shù)量大約為5伽，而油田勘探中的較大重力異常是10毫伽，只相當(dāng)于上述數(shù)字的1／500。在1930年，國際大地測量和地球物理協(xié)會采用了一個公式，給出了在地球這個橢球體上任意一點(diǎn)的重力加速度為：
g=g0（1+αsin2Φ+βsin22Φ） (5．9) g——重力加速度；g0——在赤道上的重力加速度，它等于978.0490厘米／秒2；Φ——緯度，常數(shù)α及β分別是0.0052884和-0.0000059。自從1930年以來，由于在重力測量中獲取了大量的資料，特別是通過人造地球衛(wèi)星的準(zhǔn)確測定，上式中的常數(shù)已經(jīng)有了進(jìn)一步的改動。
 

從自然地理學(xué)的角度來看，我們的著眼點(diǎn)不在于尋求計算重力或進(jìn)行訂正的準(zhǔn)確公式，而在于利用這種重力分析的基本原理，闡述物質(zhì)在進(jìn)入自然地理面和輸出到環(huán)境時的愛力狀況，在這些受力當(dāng)中，重力是特別應(yīng)當(dāng)考慮的一項(xiàng)。舉凡地形的改變、物質(zhì)的搬運(yùn)和堆積、氣團(tuán)的運(yùn)動、水分的循環(huán)、生物的生長，甚至于地球物質(zhì)的調(diào)整等，離開了重力的分析，就不可能得出正確的結(jié)果。前面已經(jīng)講過，重力最為明顯的表達(dá)，一般都在地球固體表面之上。在其下并非重力消失了，只是不容易有如固體表面之上那樣明顯地看出來罷了，此外作為研究的對象來說，我們亦不去特別關(guān)注地層深處的重力狀況，而只接受它所帶來的對地表造成的后果。進(jìn)而看到，在海平面之上陸地面積約占全球總表面積的29％，以雨和雪降下來的水，必然經(jīng)受重力的作用回歸到海洋中去。這樣，每一次落到地表上的降水，都具有比例于本身質(zhì)量和海平面以上高度的乘積，這樣數(shù)值的能量，這就是它所具的勢能。在陸地地表，亦有個別的點(diǎn)低于海平面，例如我國的吐魯番盆地，美國加利福尼亞的死谷等，它們之所以能在陸面上保持這種例外的情況，一是由于其面積小，二是由于這些盆地均處于干旱區(qū)，很少有降水發(fā)生。假如把它們移到濕潤地區(qū)，這種低于海平面的狀況決不會保持很久，在重力的參與下，很快就要被水充滿或被水所帶來的風(fēng)化物質(zhì)填注，以補(bǔ)足海平面在全球延伸中的“漏洞”。重力在自然地理面中的表現(xiàn)，既平常又深刻，對此應(yīng)有充分的認(rèn)識，現(xiàn)粗略地討論一下重力在改造地表形態(tài)上的作用。陸地表面由于風(fēng)化作用而造成的松散物質(zhì)，在一定的條件下，由于力的作用是要移動的。

 

無論是從高處到低處的滾動、滑落、崩塌，還是通過河流的輸運(yùn)，風(fēng)的挾帶等，其中一個極重要的因素就是重力的參與。我們以一個在坡面上運(yùn)動的巖塊為例，簡要分析一下重力的作用。由分析得知，重力的一個分力，即巖塊向下滑動的力，比例于所處坡度的正弦，當(dāng)然還取決于這個坡面的摩擦系數(shù)。一克重的巖塊在坡度為45°時，向下滑動的分力為0.7克；而當(dāng)該坡度等于60°時，這個分力將增加到0.87克（如圖5．5）。由于摩擦系數(shù)很少有大于1的狀況，因此單憑摩擦系數(shù)的阻抗，在坡度大于45°時，將支持不住重力所引起的向下滑動的分力。事實(shí)上，比40°更為陡峭的自然坡度在全球是很少見的，因?yàn)槿绻谐?0°的角度時，重力作用將比較迅速地對此加以改變，由此可以看出重力改變地表形態(tài)的作用來。
在討論地球重力的同時，我們對于其它星體產(chǎn)生的類似于地球引力的作用力，也要加以必要的重視。最主要的就是月亮和太陽對地球的引力。

月亮和地球的距離很近，約等于三十個地球的直徑，根據(jù)萬有引力定律，引力與距離的平方成反比，因而盡管月球的質(zhì)量不算太大，但對于地球上各個質(zhì)點(diǎn)的引力卻相對的要大一些。太陽的質(zhì)量很大，約等于二千億億億噸，是地球質(zhì)量的三十三萬倍，但由于地球與太陽之間的距離太遠(yuǎn)，是月球—地球之間距離的四百倍，因此，它對地球的引力，只是月球?qū)Φ厍蛞Φ?6％。所以，地球上的潮汐現(xiàn)象是太陽和月亮二者作用力的合成，這里我們只需了解月亮的引力作用比太陽更大這一點(diǎn)就夠了。地球的質(zhì)量是月球的81.5倍，因此月—地系統(tǒng)的公共質(zhì)量中心，必然大大地偏向于地球一側(cè)，大約在距地心0.73倍地球半徑的地方，兩個球體每月繞著這個共同的質(zhì)量中心轉(zhuǎn)動。月球?qū)τ诘厍虻囊绷倘恢匾@個引潮力的數(shù)量值卻并不太大，只相當(dāng)于地球重力的千萬分之一。對于地球上一個10噸重的物體來說（即重力等于10噸），其引潮力僅有1克。這樣小的力，人通常是感覺不出來的。但地球?qū)@種不大的引潮力，反應(yīng)卻十分明顯。很早以前，就發(fā)現(xiàn)海水在一日內(nèi)有規(guī)律的漲落（潮汐）與月球有密切關(guān)系。此外，地球不是一個剛體，一般都認(rèn)為它是一個具有彈性的球體，對于具這樣一種特性的球體，在引潮力的作用下，地球的固體巖石地殼也會產(chǎn)生“潮汐”現(xiàn)象，叫做固體潮，每天都要升降達(dá)30厘米左右。當(dāng)然地球?qū)υ虑虻囊绷Ω螅沟迷職ね黄鸷拖侣涞姆冗_(dá)到3公里左右。與此同時，地球上的大氣，也因?yàn)檫@種引潮力，每天都產(chǎn)生著“大氣潮汐”。至于海洋這個龐大的水體，其上的潮汐現(xiàn)象就更為明顯了，加拿大東海岸的芬地灣蒙克頓港，最大潮差達(dá)19.6米，堪稱世界前茅。我國錢塘江口的最大潮差記錄為8.9米，當(dāng)然各個地方由于所處位置及周圍環(huán)境的不同，潮差也是不相同的。月球和太陽的引力在塑造陸地表面的地形方面，也是一個具有一定意義的因素。康德在1775年，曾率先提出把漲潮作為改變地球旋轉(zhuǎn)速度的一個因素。近年來，在探討關(guān)于地震的預(yù)測預(yù)報中，也有人把潮汐力作為一個對地震起因的觸發(fā)因子。此外，對于自然地理來說，更為明顯的則是潮汐對于海陸交界處地形的變更作用，對于岸線的影響作用，以及對于波浪運(yùn)動的作用等

如果考慮地球的自轉(zhuǎn)等因素，兩極引力強(qiáng)，赤道引力最弱，這也是為什么衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度都很低的原因。不加證明，我們可以給出一個定理，就是地球引力是連續(xù)變化的，這是顯然的。然后，地心的引力為0，無窮遠(yuǎn)處引力為0，因此可以證明存在一個地球引力最大值的地方，這個位置在哪里呢，在萬有引力除去自轉(zhuǎn)離心力作用最大得地方，就是兩極的金屬礦上。北極是冰雪覆蓋的一片汪洋大海地表沒有礦藏，所以這個引力最大的位置就是南極查爾斯王子山脈南部的魯克爾山北部的特大磁鐵礦上。至于地球上哪里引力最弱，這個從上面推導(dǎo)中可以看出，只有地球表面才有“引力最弱的地方”這個概念，那就是赤道海洋表面，然而這個引力最小點(diǎn)的位置隨著月球的潮汐引力而不斷移動著，繞著地球不斷的跑。如果把問題放寬到整個地球，那么引力最弱的地方在地心，那里的引力為0 。地球引力可能會消失。英國《觀察家報》報道：科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，保護(hù)我們免受外太空致命輻射傷害的地球磁場正迅速減弱，甚至可能消失，預(yù)示南北極即將易位。屆時，平常無法觸及大氣層的強(qiáng)大輻射爆發(fā)將令地球急劇升溫，造成災(zāi)難。據(jù)愛丁堡英國地質(zhì)勘探局湯姆森博士稱，此前地球磁場已曾多次消失，是南北兩極易位的先兆，大概每22萬年便會出現(xiàn)一次，但最近已有近100萬年沒有發(fā)生，所以隨時會再出現(xiàn)。巴黎地球物理研究所科學(xué)家於洛更發(fā)現(xiàn)，最近兩極附近的磁場消失速度特別驚人，明確顯示兩極即將易位，南極變北極，北極變南極。於洛根據(jù)人造衛(wèi)星過去廿年錄得的磁場變化數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)在地下深層產(chǎn)生地球引力的熔流，在接近南北極位置出現(xiàn)巨大旋渦，并以加強(qiáng)磁場逆轉(zhuǎn)的方向轉(zhuǎn)動，因而削弱現(xiàn)有磁場，最終將導(dǎo)致兩極易位。

 

 

其間磁場會出現(xiàn)短暫消失，屆時將造成的破壞現(xiàn)時仍難以預(yù)料。不過最少人類射到太空的人造衛(wèi)星都會因電磁紊亂而毀壞；靠偵測磁場變化本能而遷 徙的候鳥和移居動物亦會不知所措。而對人類來說，太陽粒子風(fēng)暴擾亂大氣層，將令高層大氣升溫，為氣候帶來無法預(yù)知的轉(zhuǎn)變。這將在何時發(fā)生亦難以估計。據(jù)分析古代熔巖得出的結(jié)果顯示，在過往同類事件中，磁場減弱的情況可以延續(xù)數(shù)千年。但同時有其他研究員卻稱，兩極易位有時只需數(shù)周。而更可怕的是，人類暫時都沒有解決或應(yīng)對方法。地質(zhì)學(xué)家及古生物學(xué)家發(fā)現(xiàn)，地球古代生物之突變與地磁反極有密切關(guān)系。例如中生代恐龍之突然出現(xiàn)及消滅，新生代哺乳動物之突然出現(xiàn)，以及有些有孔蟲在幾百萬年前之突然全部滅種，都與地磁反極之時間完全符合。雖然詳細(xì)之情形還不大清楚，但在地磁反極發(fā)生過程中，一定有一段時期是無地球磁場的，而此種沒有地球磁場的情況可能對生物之演化有極大影響，使其消滅或突變。

        
地球偶極子主磁場并不固定，根據(jù)百多年來的紀(jì)錄并理論上的分析，我們發(fā)現(xiàn)主磁場會漸漸減少，以至完全消失。然后變成相反的極位，即磁北極變成磁南極，磁南極變成磁北了！這種南北極周期性的變換，可由巖磁研究之結(jié)果中得到證明。目前的資料顯示，地球主磁場平均每22萬年反極一次，而最近之反極系發(fā)生在70萬年前，這表示第一次地球主磁場之反極似乎早就該來臨了。如果考慮地球的自轉(zhuǎn)等因素，兩極引力強(qiáng)，赤道引力最弱，這也是為什么衛(wèi)星發(fā)射中心的緯度都很低的原因.。不加證明，我門可以給出一個定理，就是地球引力是連續(xù)變化的，這是顯然的。然后，地心的引力為0，無窮遠(yuǎn)處引力為0，因此可以證明存在一個地球引力最大值的地方，這個位置在哪里呢，在萬有引力除去自轉(zhuǎn)離心力作用最大得地方，就是兩極的金屬礦上。北極是冰雪覆蓋的一片汪洋大海地表沒有礦藏，所以這個引力最大的位置就是南極 查爾斯王子山脈南部的魯克爾山北部的特大磁鐵礦上。至于地球上哪里引力最弱，這個從上面推導(dǎo)中可以看出，只有地球表面才有“引力最弱的地方”這個概念，那就是赤道海洋表面，然而這個引力最小點(diǎn)的位置隨著月球的潮汐引力而不斷移動著，繞著地球不斷的跑。如果把問題放寬到整個地球，那么引力最弱的地方在地心，那里的引力為0。

 

自古以來，人類就用種種美麗的飛天神話和傳說來寄托遨游環(huán)宇的夢想。人類為什么不能飛離地面呢？是缺少一對翅膀么？但是，許多勇敢者模仿鳥類用人造翅膀飛行的嘗試都失敗了。理論研究證明，由于生理上的局限，人類永遠(yuǎn)不可能用肌肉的力量在空中支持自身的重量。1686年，牛頓揭開了這團(tuán)迷霧。他在這年發(fā)表的《自然哲學(xué)數(shù)學(xué)原理》一書中指出，任何兩個物體間都有相互吸引力，由此創(chuàng)建了萬有引力定律，即引力的大小跟它們的質(zhì)量成正比，跟它們之間的距離的平方成反比。由于人與地球質(zhì)量相差太懸殊，所以人總是被地球強(qiáng)大的引力所束縛而不能離開地面。現(xiàn)在問題已經(jīng)明朗了，要離開地面，就要克服地球引力。但如何才能克服地球引力呢？要使一個物體離開地球，必須沿著地球引力相反的方向（即向上）對它加力，使它作加速運(yùn)動，當(dāng)它達(dá)到一定速度時停止加力，它就能以慣性一直向前脫離地球。這個速度可通過地球的質(zhì)量和物體與地心的距離計算出來。物體在地球表面上（即距離為地球的半徑）飛行時，這個速度為11.2千米/秒，叫做脫離速度或逃逸速度——是速度戰(zhàn)勝了引力。

 

物體達(dá)到11.2千米/秒的運(yùn)動速度時能擺脫地球引力的束縛，在擺脫地球束縛的過程中，物體在地球引力的作用下并不是直線飛離地球，而是按拋物線飛行。脫離地球引力以后在太陽引力作用下繞太陽運(yùn)行，若要擺脫太陽引力的束縛飛出太陽系，物體的運(yùn)動速度必須達(dá)到16.7千米/秒。那時將按雙曲線軌跡飛離地球，而相對太陽來說它將沿拋物線飛離太陽。人類的航天活動，并不是一味地要飛離地球，當(dāng)前的應(yīng)用航天器，需要繞地球飛行，即讓航天器作圓周運(yùn)動。我們知道，物體作曲線運(yùn)動時會產(chǎn)生離心力。因此，要讓航天器作圓周運(yùn)動，必須始終有一個與離心力大小相等、方向相反的力作用在航天器上。在這里，我們正好可以利用地球的引力。因?yàn)榈厍驅(qū)ξ矬w的引力，正好與物體作曲線運(yùn)動的離心力方向相反。經(jīng)過計算，在地面上，物體的運(yùn)動速度達(dá)到7.9千米/秒時，它所產(chǎn)生的離心力，正好與地球?qū)λ囊ο嗟取＿@個速度被稱為環(huán)繞速度。上述使物體繞地球作圓周運(yùn)動的速度被稱為第一宇宙速度；擺脫地球引力束縛，飛離地球的速度叫第二宇宙速度；而擺脫太陽引力束縛，飛出太陽系的速度叫第三宇宙度。根據(jù)萬有引力定律，兩個物體之間引力的大小與它們的距離平方成反比。因此，物體離地球中心的距離不同，其環(huán)繞速度（第一宇宙速度）和脫離速度（第二宇宙速度）有不同的數(shù)值。那么，航天器能否在200千米以下繞地球飛行呢？理論上不僅航天器可以，而且汽車、火車和飛機(jī)，都能以慣性繞地球運(yùn)行。但實(shí)際上不僅汽車、火車、和飛機(jī)不行，航天器也不可能，因?yàn)槟抢镉休^濃密的大氣，大氣阻力會降低航天器的運(yùn)行速度。速度降低意味著離心力減小，航天器就會在地球引力作用下，沿螺旋線軌跡落向地球。若要維持宇宙速度，則需要攜帶大量燃料來產(chǎn)生動力，以連續(xù)的動力來克服空氣阻力。不靠慣性飛行，而靠動力飛行，這就與航空器沒有區(qū)別了。而且，如果航天器高速在稠密大氣層中飛行，氣動加熱帶來的一系列問題是非常難以解決的。為解決這些問題，勢必大大增加航天器的質(zhì)量，這就又要求運(yùn)載火箭有更高的運(yùn)載能力，從而使成本極大地增加。

 

亮點(diǎn)：引力能的前沿科學(xué)即是現(xiàn)引力能應(yīng)用的空白區(qū)之學(xué)說與技術(shù)，本A型是仿造球體位能效應(yīng)中結(jié)構(gòu)重力位能、引力轉(zhuǎn)換功能的發(fā)明產(chǎn)品已獲國家專利授權(quán)，本文旨在將其原理公布普及，讓市場評判，需求促進(jìn)技術(shù)發(fā)展，加快應(yīng)對能源和環(huán)境雙重危機(jī)的技術(shù)創(chuàng)新。

內(nèi)容：  1、專利產(chǎn)品（重力降能耗杠桿）原理

a、發(fā)明杠桿結(jié)構(gòu)原理：它是仿造球體重量懸空位能結(jié)構(gòu)，將杠桿重力點(diǎn)懸空在杠桿支點(diǎn)之上，再用連接桿與桿桿力臂上的作用力點(diǎn)反向共點(diǎn)連接。公知普通杠桿的重力點(diǎn)是在重力臂的一端，其重力也就無位能可言，但發(fā)明杠桿無重力臂，重力為懸空點(diǎn)，所以，杠桿重力也就實(shí)現(xiàn)了類似球體結(jié)構(gòu)位能，即實(shí)現(xiàn)了將杠桿上本無位能的重力因懸空而具有了位能，這就是它的結(jié)構(gòu)原理。

b、發(fā)明杠桿的功能技術(shù)原理：其功能技術(shù)為力系疊加作功原理，因?yàn)橹亓c(diǎn)懸空與作用力點(diǎn)反向共點(diǎn)連接，但此力系不共線，屬工程力學(xué)中的共點(diǎn)力系，按力的平行四邊形法則，重力點(diǎn)與作用點(diǎn)兩力共點(diǎn)不共線則必有一個合力，此合力線就是杠桿力臂線，當(dāng)此合力方向作用支點(diǎn)后，支點(diǎn)必有一個反作用力作用重力點(diǎn)與作用力共點(diǎn)而形成工程力學(xué)中的三力共點(diǎn)匯交力系，此時反映在重力點(diǎn)上的效果則是由共點(diǎn)力系與合力疊加形成的三力共點(diǎn)匯交力系值效果。經(jīng)無數(shù)次實(shí)驗(yàn)，其疊加值大小等于重力與作用力的合力再與作用力之和；其方程式：G=2（F－Fsina）＋F，其合力項(xiàng)大小為；重力值的連線與杠桿力臂之間夾角a正弦值乘積和作用力F之差的2倍。對此方程的求證是任何人都可按專利文本說明書實(shí)驗(yàn)證實(shí)的。顯然，在發(fā)明杠桿效果上，同樣是一個作用力則出現(xiàn)了三個力共同作功的功能技術(shù)，這就是發(fā)明杠桿可實(shí)現(xiàn)降能耗的技術(shù)原理，即功能原理。

公知現(xiàn)今宏觀引力能應(yīng)用只有水電站一項(xiàng)，但它還是離不開水資源的支撐命運(yùn)。然而水電的重力位能是由自然蒸發(fā)上升下雨攔壩形成，難道除此以外，自然界再沒有不需資源支撐束縛的重力位能形成方式可利用嗎？答案是肯定的，不但有而且人類幾千年來一直在利用它，本人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，球體易自位移原理就是經(jīng)典型的物理方式將無位能重量由結(jié)構(gòu)懸空而實(shí)現(xiàn)了位能化，特別是車輪結(jié)構(gòu)應(yīng)用人類幾千年受益至今，其實(shí)在車輪中早包涵了復(fù)雜的杠桿力系和引力能轉(zhuǎn)換原理，即球體位能效應(yīng)原理。因此，重力降能耗杠桿只是將球體位能效應(yīng)，應(yīng)用于杠桿原理中，在實(shí)現(xiàn)仿造球體結(jié)構(gòu)將無位能重力位能化的同時，又將其重力位能轉(zhuǎn)換為可用能量，它遵守了引力能本質(zhì)（引力必在兩個物體之間有位能時才可轉(zhuǎn)換為可用能量原則）特性，而對重力位能的應(yīng)用在現(xiàn)物理學(xué)中是符合能量守恒定律的，這就是本發(fā)明杠桿的基本規(guī)律。

因?yàn)楸景l(fā)明杠桿的結(jié)構(gòu)是仿造球體位能結(jié)構(gòu)，而結(jié)構(gòu)形成的功能技術(shù)是可將懸空重力位能轉(zhuǎn)換為可用能源，所以，它的應(yīng)用范圍與普通杠桿無異，且將原來單一省力技術(shù)提升到了省力和降能耗的雙重功能，即應(yīng)用范圍廣闊。但它最重要的目標(biāo)是應(yīng)用于能量轉(zhuǎn)換，例如最近申報國家專利的(引力能轉(zhuǎn)換發(fā)動機(jī))就是一種可替代現(xiàn)有發(fā)動機(jī)的動力產(chǎn)品，其功能類似太陽能汽車動力機(jī)，它不對外輸出能源，而是自產(chǎn)自消式的引力能轉(zhuǎn)換。如用它與發(fā)電機(jī)匹配，則是將引力能轉(zhuǎn)換的能源可對外輸出，即機(jī)電一體化為引力能轉(zhuǎn)換發(fā)電機(jī)產(chǎn)品。

1、http://blog.ifeng.com/article/1468442.html
2、http://www.chinavalue.net/Article/Archive/2008/6/8/119322.html
3、http://www.123kj.net/SoftView.asp?SoftID=31338