1687年，牛頓的萬(wàn)有引力定理在他的專著《自然哲學(xué)的物理原理》中被提出，它闡明了萬(wàn)物之間都存在引力，可以用明晰的物理公式抒發(fā)引力的大小與物體質(zhì)量、距離的關(guān)系，至此人們總算曉得了日常生活中最常見(jiàn)的引力究竟是如何的一個(gè)影響機(jī)制。
這條定理甚至也成了后來(lái)人類探求太空的理論基礎(chǔ)，但為什么這么強(qiáng)悍的一條定理，科學(xué)家們卻花了111年的時(shí)間，直至1798年能夠用它來(lái)完成檢測(cè)月球質(zhì)量的任務(wù)呢？俺們得從早些時(shí)侯說(shuō)起。
為何蘋(píng)果會(huì)落地而不是“掉”到天起來(lái)？月球自轉(zhuǎn)速率那么快（赤道附近線速率可達(dá)每秒460米左右），為何人不會(huì)被甩到太空去？為何月球要繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)呢？
這種問(wèn)題在17世紀(jì)之前，人類還沒(méi)有找到確切的答案。直至17世紀(jì)處，約翰尼斯·開(kāi)普勒在其老師第谷·布拉赫的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)艱難的整理、思考、試驗(yàn)、計(jì)算，最終提出了開(kāi)普勒三定理。
約翰尼斯·開(kāi)普勒
而這三定理闡明了太陽(yáng)系內(nèi)行星的運(yùn)行規(guī)律：
①開(kāi)普勒第一定理：行星繞著太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是橢圓，且太陽(yáng)的位置坐落橢圓兩焦點(diǎn)其三
②開(kāi)普勒第二定理：行星與太陽(yáng)之間的連線，在相等時(shí)間段內(nèi)，掃過(guò)的面積相等
③開(kāi)普勒第三定理：行星軌道半長(zhǎng)軸的三次方與其公轉(zhuǎn)周期的平方比值相等
開(kāi)普勒在提出這三大定理后，還對(duì)為何行星會(huì)這么運(yùn)動(dòng)形成了疑問(wèn)，他提出了一種太陽(yáng)磁力流假說(shuō)，覺(jué)得太陽(yáng)系內(nèi)的所有行星都遭到太陽(yáng)的磁力控制，但后來(lái)我們曉得，開(kāi)普勒的這個(gè)假說(shuō)是錯(cuò)誤的。不過(guò)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)倍感好奇的，并不止開(kāi)普勒一位，還有當(dāng)時(shí)知名的科學(xué)家笛卡爾，他覺(jué)得宇宙空間飽含了不可見(jiàn)的流體物質(zhì)，而各部份的流體運(yùn)動(dòng)會(huì)形成漩渦，漩渦恰好引起了行星的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)，其實(shí)了，這樣的解釋并不能完全解釋所有行星運(yùn)行規(guī)律。
勒內(nèi)·笛卡爾
隨后還有科學(xué)家胡克、雷恩、哈雷等人在此問(wèn)題上作出了積極貢獻(xiàn)，她們已然覺(jué)得到了物體再月球上所受的重力，雖然和宇宙建行星運(yùn)行所受的是同一種力，甚至還提出了引力同距離的平方呈正比的假說(shuō)，但最后完成臨門一腳的還是牛頓。
羅伯特·胡克
牛頓借助自創(chuàng)的微積分語(yǔ)文工具、以及牛頓運(yùn)動(dòng)定理還有開(kāi)普勒三定理，最終得到了萬(wàn)有引力定理。這個(gè)定理表明任何物體都存在引力作用牛頓第一定律證明，兩個(gè)物體間的引力大小同它們的質(zhì)量乘積成反比，但正比于它們之間的距離。
如上圖，這就是萬(wàn)有引力定理的物理抒發(fā)方式，而牛頓提出萬(wàn)有引力定理的時(shí)侯正是1687年，在他的專著《自然哲學(xué)的物理原理》一書(shū)中發(fā)表。不過(guò)讓牛頓遺憾的是，萬(wàn)有引力常數(shù)G的數(shù)值難以推論下來(lái)，只能靠實(shí)驗(yàn)檢測(cè)。
自然哲學(xué)的物理原理（拉丁文）
但由于引力實(shí)在太弱了（我們?nèi)缃駮缘茫κ撬姆N基本力當(dāng)中最弱的一個(gè)），以至于在萬(wàn)有引力定理問(wèn)世后的一個(gè)世紀(jì)左右的時(shí)間內(nèi)，都沒(méi)有科學(xué)家才能檢測(cè)下來(lái)。
直至法國(guó)科學(xué)家亨利·卡文迪許的出現(xiàn)，那位知名的科學(xué)家在約翰·米歇爾借助扭秤檢測(cè)磁力規(guī)律時(shí)深受啟發(fā)，改進(jìn)出一種新的扭秤。實(shí)驗(yàn)的原理簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)：
用一根將近1米長(zhǎng)的金屬絲，懸吊起一根金屬杠鈴（所謂的金屬杠鈴，也就是在一根木桿的兩端放上等重的小鐵餅，木桿長(zhǎng)約1.8米，大標(biāo)槍的半徑是5分米），之后在用兩個(gè)固定的半徑為30分米的大標(biāo)槍去吸引小鐵餅，而當(dāng)小鐵餅聯(lián)通時(shí)，木桿都會(huì)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而推動(dòng)金屬絲的扭轉(zhuǎn)，當(dāng)金屬絲轉(zhuǎn)入一定角度時(shí)，扭力平衡，這么金屬絲都會(huì)保持這個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)角度。有了這個(gè)角度，接出來(lái)只須要再曉得其它的一些數(shù)值，還能直接通過(guò)理論估算出萬(wàn)有引力常數(shù)G的數(shù)值了。
扭秤
其實(shí)了，實(shí)驗(yàn)原理說(shuō)著容易，但由于引力實(shí)在是太弱了，這樣就造成了一個(gè)困難：金屬絲的扭轉(zhuǎn)過(guò)分微弱，假如單用肉眼盯住金屬絲牛頓第一定律證明，想要測(cè)出它的轉(zhuǎn)動(dòng)角度精準(zhǔn)值，是不可能的。
為此卡文迪許還特地想出了一個(gè)巧妙的辦法，就是在金屬絲里面掛上一個(gè)小反光鏡，用光線照射反光鏡，之后在遠(yuǎn)處放置一塊刻度尺，只要刻度尺距離金屬絲足夠遠(yuǎn)，這么再小的扭轉(zhuǎn)角度也可以較為直接的被觀測(cè)到。
除此之外，實(shí)驗(yàn)的干擾誘因還有好多，我們要曉得，萬(wàn)有引力之所以叫萬(wàn)有引力，那是由于任何有質(zhì)量的物體都能形成引力，所以理論上來(lái)講，實(shí)驗(yàn)時(shí)，附近的人員走動(dòng)都能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；還有實(shí)驗(yàn)時(shí)的環(huán)境濕度，也能對(duì)金屬絲帶來(lái)影響等等。。。因此在實(shí)驗(yàn)時(shí)須要盡可能的排除外界干擾，保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果的確切性，這個(gè)實(shí)驗(yàn)卡文迪許仍然做了好幾年（當(dāng)時(shí)卡文迪許早已快70歲了），最后才得出推論的。
亨利·卡文迪許
最終卡文迪許測(cè)出了的引力常數(shù)數(shù)值為6.754*10^-11N·m2/kg2（現(xiàn)代值為6.67408*10^-11N·m2/kg2），由此能夠得出月球的質(zhì)量（這個(gè)推論過(guò)程，只需簡(jiǎn)單的學(xué)校數(shù)學(xué)知識(shí)即可完成），大概為60萬(wàn)億億噸。這也促使卡文迪許被稱為：“測(cè)量月球質(zhì)量的第一人”！
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