當夜晚仰望星空時，浩瀚的宇宙會不會偶爾讓心底波瀾。在人類對自然科學的追求探索中，宇宙的運行規則從未停下腳步，文明也誕生在這億萬星球之一的地球上。這正是人們在不斷探索外太空的理由之一，因為好奇或者難以接受如此浩瀚的宇宙僅僅只有人類，科學家們也一直在苦尋是否存在外星文明的答案。或許我們還未完全理解我們的地球，就談不上去追尋新的文明存在的與否。幾千年來，我們對自己賴以生存的地球的認識更像是物理學這個兒童的成長過程。

從地心說到日心說

最初我們還無法確定地球在宇宙中的位置，在公元2世紀，古希臘學者歐多克斯提出地心說。後經過亞里士多德及托勒密的進一步鞏固，更加確定了地心說的觀點，認為宇宙的一切天體都是圍繞著地球進行公轉，宇宙的真正核心也是地球。這不但把地球的位置加入了很多哲學的思想，更是將地球神話了，認為是神安排了人類居住的地方並掌控著宇宙。由於在當時得到了宗教人士的大肆宣揚，地心說也更被越來越多人所接受，可怕的是這種宇宙學體系的說法竟然可以持續達到千年以上。

但真理終究會被發現，直到1543年，偉大的天文學家哥白尼敢於冒世界之大不韙，徹底推翻“地心說”，潛心20年的觀測運算之後提出“日心說”的觀點。這違背了當時很多人的信仰，因為他們日常生活最直觀的感受就是日出東方，日落西方，太陽圍繞著地球轉顯得非常合理。哥白尼的“日心說”提出可以說是冒著生命危險，因為之前有人提出過相似的說法都被活活燒死，哥白尼的“日心說”更像是一場工業革命，然而真理往往就掌握在少數人的手裡，後來直到伽利略望遠鏡的發明更加證明了“日心說”的正確性。

地球半徑有多少

對地球位置的爭論也使得物理學的發展進入快速爆發期，各種對自然的規律的總結說法更像是豁然開朗。但是更讓人匪夷所思的是人們還沒弄懂地球在宇宙的位置之前以前就測量出了地球的半徑。

在公元前3世紀。古希臘天文學家埃拉托色尼

，他選擇了在同一個經線的兩座城市，分別是阿斯旺和亞歷山大亞里，當夏至日那天到來的時候，選擇夏至日是因為當天的太陽光可以直射到照進阿斯旺的一口水井裡面。相當於太陽光與阿斯旺的建築物夾角為0度，這時候在到亞歷山大亞里城市選擇一個較高的建築，測量建築影子與建築的夾角，那這樣就可以算出兩座城市經過地心的夾角是多少了，這樣說起來感覺比較模糊，畫圖示意說明下。

（註釋：太陽光與城市A平行（即夏至日照射到井底），那在城市B量出建築物與影子的夾角θ1就等於陽光穿過地心夾角θ2.那隻要知道兩座城市距離ΔS，那麼通過公式R=Δs/θ）

地球的半徑算是人們最早對地球熟悉的一個參數，但是在物理學中卻一直沒有應用起來，也就只能做著對半徑不斷精細的測量優化過程。1685年，偉大的物理學家牛頓提出了萬有引力的存在，定義為：

任何物體之間都有相互吸引力，這個力的大小與各個物體的質量成正比例，而與它們之間的距離的平方成反比。

這套理論讓人們對天體之間的運行規則有了更進一步的認識，在1687年牛頓才把這個公式公佈出來，那就是偉大的萬有引力公式

(M,m兩物體質量，r是兩物體中心距離，G萬有引力常數)

雖然牛頓給出了偉大的萬有引力公式，但是事實上對於這個公式人們只知道一個地球半徑的值，對於其它的值完全不知道。那為了測量萬有引力到底是多大，最主要的要弄清楚萬有引力常數。

地球到底有多重？

物理學的發展就是這麼神奇充滿未知，過了將近百年，物理學界的“富二代”卡文迪許出現。被稱為第一個測出地球質量的人，卡文迪許通過把微小形變放大化的實驗，測量出了

萬有引力常數。那就是著名的卡文迪許扭秤實驗。

根據牛頓萬有引力認為，任何有質量的物體相互之間都存在引力，那一根上端安裝平面鏡鏡平衡杆兩端分別放置質量m的小球，用質量為M的球靠近，當萬有引力起作用的時候，光線經過平面鏡就會存在偏轉角度，通過這種光線角度變化反映出物體相互之間的萬有引力。成功測量出萬有引力常數G，萬有引力常數G=6.67×10

^-11N·m²/kg²。

卡文迪許把萬有引力公式困擾人類百年的萬有引力常數測量出來，在當時的物理學界算是了不起的成就。那為啥測量出萬有引力常數就被稱為第一個測量出地球質量的人呢？

伽利略時期人們知道地球上的物體都會受到重力作用，而且從高空落下的物體速度會變化，根據這種現象，人們測量出了重力加速度g，在地球上，g 約等於9.8N/Kg， 由牛頓的萬有引力算出地球對人的引力即是物體本身受到的重力；

把①公式進行變化得到地球質量M₁：

根據公式②，人們至此也把地球的質量通過計算也測量出來了，地球的質量 M= 5.965×10²⁴kg，也就是差不多60萬億億噸。人類終於第一次掌握了地球的“分量”了！ 隨著科學發展，人們通過衛星可以測量外太空的天體半徑，更可以通過衛星繞行週期測量出質量。萬有引力的發現到被最後的精準計算出數值，是人類歷史上在物理學上的最偉大一次進步，後來很多人把牛頓的萬有引力稱為物理學大廈的地基，有了這樣穩固的地基才能讓物理學大廈穩固聳立雲端。

物理學的發展更像是學術界“大佬”的封神成名之戰，在人們對地球的追求探索中，也有曾誇下海口的。可能偶然間的發現足夠讓自己驚喜忘我。

古希臘科學家阿基米德說出一句流傳至今的話：“如果給我一個支點，一根足夠長的硬棒，我就能撬動整個地球”。因為他發現了槓桿原理，為了證明這個原理的偉大，就在寫給國王的信中特意加上了看似異想天開的一句話，成功吸引了當時國王的眼光。槓桿原理規定，只要槓桿的動力臂足夠長，用一定大小的力就可以舉起任意重的物體。事實上，如果沒有萬有引力算出地球質量，阿基米德的理想是很難有事實依據的。即使有了地球質量，再去稍微一算，就算給阿基米德一個支點，以地球的質量，那得找多長的一根槓桿才能把他吹的牛逼實現。

人類科學技術的發展離不開物理學家學術理論總結也同樣離不開發明家的創造，他們也一直在位物理學大廈的穩固添磚加瓦。雖然人類已經在地球上幾百萬年，但是我們遠沒有做到對地球瞭如指掌。我們一直在地球最表層活動，更未涉足到地球內部，地球作為我們人類目前生活的唯一家園，我們還有很長的路需要摸索前進。或許下一個“科學巨人”能讓人類撬動下地球呢！