有了万有引力常数，用万有引力公式就可以算出地球的质量了。因为地球对已知物体的吸引力，就是物体的重力，地球和物体的距离，就是地球的半径，卡文迪什成了第一个称地球重量的人。他称出了我们脚下的地球重量为5.976×1024公斤，也就是大约60万亿亿吨！
站在巨人的肩膀上
牛顿发现了万有引力定律，创立了经典力学体系，在科学史上作出了划时代的贡献。牛顿的名字，被人们看作是近代自然科学的象征。他在数学、光学、热学等研究中也都取得了卓著的成就。这一切与牛顿的天才、勤奋分不开，但不能完全归功于他个人的聪明才智，正像牛顿自己所说的那样：“如果说我看得远，那是因为我站在了巨人的肩上。”
爱因斯坦在评论牛顿时也说过：牛顿之所以成为这样的人物，还有比他的天才更重要的东西，那就是命运使他处在人类理智的历史转折点上。
在力学与天文学方面，由于伽利略、开普勒、胡克、惠更斯等人的工作，牛顿才有可能建筑起他宏伟壮丽的力学大厦，他们为他提供了建筑的材料。同样是一个牛顿，对化学进行了长时间的大量研究，却没有取得什么突出成就，这是因为当时这方面的道路还未开辟。牛顿的力学是经历了许多人的研究才得以诞生的，它是集体智慧的结晶，牛顿正是这个人类理智历史转折点上众多科学家的代表。
牛顿在临终之前，总结自己一生所走过的道路时说：“我不知道在世人眼里我是什么样的人，但是在我自己看来，我不过像是在海边玩耍的孩子，为不时拣到一块比较光滑的卵石、一只比较漂亮的贝壳而喜悦，而真理的大海在我面前，一点也没有被发现。”
这当然是牛顿的谦虚之说。但是有一点是确实的，牛顿力学并不是力学的尽头，对万有引力的认识也没有到头。
牛顿自己也承认，他并不清楚引力的本质是什么，产生引力的根源是什么。这就为后代的科学家们留下了一系列有待进一步探索的问题。
20世纪，爱因斯坦发现了相对论，对牛顿力学体系发出了挑战。
爱因斯坦在广义相对论中提出，不存在瞬间超距传递的引力，所谓的引力只不过是时空的一种特性，物体的质量决定了时空的弯曲程度，从而使行星沿着弯曲的空间运行。
广义相对论得到了许多实验的验证。这是不是说牛顿的力学错了，不能用了呢？不是的。在低速运动中，牛顿的力学和相对论并不矛盾，仍是适用的。今天，从机械设计到宇宙飞行，都还是在用牛顿力学体系，只有当速度大到可以和光速相比拟时，才必须抛弃牛顿体系，改用相对论。
迄今为止，人们还没有发现与广义相对论相矛盾的实验，但是，相对论是否就到头了，就没有问题了呢？不是。像广义相对论所预言的引力波，至今人们还未发现，人们还不能最后断定，广义相对论就是引力之谜的谜底。
人类对引力的认识还远未穷尽，还有许多问题等待着今天的和未来的科学家们去探索。
3.发现燃烧的秘密
因为有了火，在万物不断进化的竞争中，人类终于脱颖而出成了自然界的精灵。然而物质为什么会产生燃烧？火到底是什么？这些疑问始终在人们头脑中萦回缠绕。
一直到了18世纪下半叶，法国塞纳河畔的一位化学家终于揭开了火的神秘面纱，建立了科学的燃烧理论。他就是安图瓦·拉瓦锡（Antoine-LaurentLavoisier，1743～1794），法国化学家，1774年发现氧气，1783年揭示“水是氢和氧的化合物”，其一生为推翻支配化学发展长达百年之久的燃素说努力，为现代化学奠定了基础，被称为“近代化学之父”。
1743年8月26日，拉瓦锡生于巴黎。11岁进入当时巴黎的名牌学校——马札兰学校，受到了良好的启蒙教育。少年的拉瓦锡爱上了自然科学，在校时一直热心钻研自然科学问题，并逐渐加深了这方面的兴趣。1763年获法学学士学位，并取得律师开业证书。21岁时转向自然科学研究，他拜法国著名科学家为师，刻苦学习了数学、天文学、地质矿物学、植物学和化学等，打下了深厚的基础。
拉瓦锡起初从事地质学研究，后来，他又转而学习化学。从一开始，拉瓦锡就以精细缜密、一丝不苟的态度，吃苦耐劳、勤于思考的精神对待科学研究。这些性格上的优秀品质使他攻破了许多科学难关，为他成为出色的科学大师奠定了基础。
18世纪中叶，法国城镇的市政建设还是相当落后的，城市街道的照明主要采用燃油灯。每天傍晚需要一个人拿着长杆去点燃，第二天清晨再由人去熄灭，既麻烦又不经济。昏暗的街灯常常使飞奔的马车与行人相撞，频繁发生交通事故。1765年，法国科学院以巨额奖金征集一种使街灯既明亮又经济的设计方案。
拉瓦锡通过大量实验，提交了自己的设计方案。虽然没有获得奖金，但他的设计方案构思精巧，论证清晰合理，因而被特别授予优秀设计方案的金质奖章。隆重的颁奖仪式和激动人心的科学研究成绩，使拉瓦锡坚定了终生从事科学探索的信念。
这一年，他当选为巴黎科学院候补院士。
他最早的化学论文是对石膏的研究，发表在1768年《巴黎科学院院报》上。他指出，石膏是硫酸和石灰形成的化合物，加热时会放出水蒸气。
1775年，拉瓦锡出任皇家火药局局长，火药局里有一个相当好的实验室，拉瓦锡的大量研究工作都是在这个实验室里完成的。
拉瓦锡从事的科学研究是以研究街灯的形式开始的，这使拉瓦锡接触到了燃烧及其现象问题。
早在拉瓦锡之前的一百多年，人们已经提出了一种关于燃烧的理论，认为燃烧是“火素”放出的过程。当燃烧时火焰是向上飞腾离去的，其中夹杂的许多火星就是火素，也叫做“燃素”。许多物质如木材、纸张、煤炭和油类中都含有大量燃素，一旦燃烧就集中释放形式猛烈的火焰。事后剩余的灰烬远远少于可燃物燃烧之前的重量，这就是燃素放出的结果。
当时人们把这种观点叫做“燃素说”。它统治化学界长达一百多年之久。然而，社会生产技术和科学研究的日益深入，使燃素说暴露出许多破绽，例如燃烧木材和煤炭之类的东西，重量呈减少的状态；燃烧锡或铅等金属非但重量没有减少，反而出现增重现象。这就迫使人们重新审视燃烧理论。
拉瓦锡详尽搜集了前人关于燃烧的研究成果，加以认真地审视和分析，经过长时间的研究，拉瓦锡发现了以前人们忽视的一个问题：加热燃烧金属增重的原因是吸收了空气所致。
接着拉瓦锡在三四年的时间内，连续进行了大量的关于燃烧和气体方面的实验。他用金属锡、铅和水银作实验，再用非金属硫磺、磷作实验，还用有机物作实验。他逐渐把注意力集中在空气中有某种助燃气体能够与金属结合使其增重上，这究竟是什么样的物质呢？他在努力探索着。
1774年4月，拉瓦锡发表了论文，用实验论证了金属能与空气中的某种物质相结合的事实。但他始终苦于找不到将它分离出来的方法。
拉瓦锡家境富有，比科学界的多数同事的状况优越得多。妻子玛丽乐善好施，拉瓦锡也毫不吝啬，因此，拉瓦锡家成了法国甚至欧洲著名的“科学沙龙”，法国的科学家愿意到这里聚会畅谈，外国科学友人也乐于来这里造访逗留。
1774年10月，在拉瓦锡家的“科学沙龙”上，英国化学家J.普利斯特里介绍了自己做的一个实验。原来，普利斯特里用口径很大的聚光火镜加热汞灰（即氧化汞）时，搜集到一种助燃作用极强的气体，他将这种气体取名叫“脱燃素空气”。这种气体使蜡烛燃烧得更明亮，还能帮助呼吸。这就是我们现在说的氧气。但是普利斯特里一直坚信燃素说，所以他虽然发现氧气却没有揭开燃烧的奥秘。
拉瓦锡重复了普利斯特利的实验，得到了相同的结果。拉瓦锡并不相信燃素说，所以他认为这种气体是一种元素。难能可贵的是，拉瓦锡又用制得的气体逆向重新和汞作用，结果又生成了汞灰。现在，拉瓦锡全明白了。燃烧就是可燃物通过水分解得到两种气体，再将这两种气体燃烧又得到水。
实验使他弄清了空气是由氧气和氮气组成的原理。火的产生就是可燃性物质与空气中氧元素相结合的结果。从此，确立了科学的燃烧理论，推翻了燃素说的错误。1777年，拉瓦锡正式把这种气体命名为oxygene（中译名“氧”），含义是“酸的元素”。同年，拉瓦锡向巴黎科学院提出了一篇报告《燃烧概论》，阐明了燃烧作用的氧化学说，要点为：
①燃烧时放出光和热；
②只有在氧存在时，物质才会燃烧；
③空气是由两种成分组成的，物质在空气中燃烧时，吸收了空气中的氧，因此重量增加，物质所增加的重量恰恰就是它所吸收氧的重量；
④一般的可燃物质（非金属）燃烧后通常变为酸，氧是酸的本原，一切酸中都含有氧。金属煅烧后变为煅灰，它们是金属的氧化物。
他还通过精确的定量实验，证明物质虽然在一系列化学反应中改变了状态，但参与反应的物质的总量在反应前后都是相同的。于是拉瓦锡用实验证明了化学反应中的质量守恒定律。
虽然在今天看来，拉瓦锡的一些结论是错误的，比如：他认为凡是含有氧的化合物都是酸性化合物，例如硫酸、硝酸都含有氧，由此推断盐酸也含有氧，只是结合得牢固，因此不能从盐酸中分出氧——但是，他的实践仍然是革命性的。拉瓦锡的氧化学说彻底地推翻了燃素说，揭开了燃烧的奥秘，他创立了燃烧理论，为人类作出了巨大贡献，使化学开始蓬勃地发展起来。许多科学家盛赞拉瓦锡为“近代化学之父”，将拉瓦锡伟大的化学实践视为推翻“燃素说”的一场“化学革命”。
1794年5月8日，作为近代化学奠基人之一的拉瓦锡于巴黎去世。
4.电磁理论的发现
英国剑桥大学的世界知名数学家霍普金斯教授连续几天来都感到很烦躁：接连几次到图书馆去借数学期刊和专著，都被人借走了。这些书刊很艰深，学生是不会借的。问过同事，也都说没有借。最后问到图书管理员，才知道被一名叫做詹姆斯·麦克斯韦（JamesClerkMaxwell，1831～1879，伟大的英国物理学家，建立了电磁理论，将光、电、磁现象统一起来）的学生借走了。
霍普金斯由烦闷转为惊异，他要去见见这个学生。来到学生宿舍，科学家特有的直觉使霍普金斯对这位学生产生了浓厚的兴趣，他正埋头于作业，笔记本摊了一桌子，教授想借而没有借到的书刊展开在桌子上。
“小伙子，这些书不好啃呢，小心啃掉牙齿。”教授风趣地说。经过这次交谈，教授和学生成了忘年交。麦克斯韦的非凡才能引起了教授的重视。
1831年6月13日，詹姆斯·麦克斯韦生于苏格兰古都爱丁堡。幼时随父乡居，在父亲的诱导下学习科学，不满10岁就随父到爱丁堡皇家科学院听演讲。9岁那年，母亲不幸得了重病，扔下小麦克斯韦撒手归西。从此以后，小麦克斯韦和父亲相依为命，度过了艰难困苦的少年时代。他自幼对数学、物理学产生了浓厚兴趣，尤其喜欢钻研数学。当麦克斯韦还不满15岁时，他写的一篇数学论文就发表在《爱丁堡皇家学会会报》上，并且获得了行家们的好评。这是一门数学和物理学相互交叉渗透的学科，运用数学理论来解决物理方面的问题。
麦克斯韦16岁时进入爱丁堡大学，3年后转入剑桥大学投师霍普金斯教授门下研习数学。霍普金斯教授是剑桥的著名科学家，他学识渊博，功底深厚，培养过不少世界知名的学者、科学家，在科学技术上有多方面成就的威廉·汤姆逊（即著名的开氏温标的创始人开尔文勋爵）和著名数学家斯托克等人，都出自霍普金斯教授的门下。霍普金斯教授对麦克斯韦要求极其严格，对他进行了系统的训练。俗话说，名师出高徒。麦克斯韦的学习和科学研究进步很快，仅仅3年时间就掌握了当时欧洲所有先进的数学物理方法。
1854年以优异成绩毕业于该校三一学院数学系，留校任职两年。一次，他阅读了法拉第的《电学的实际研究》一书，读着读着就被书中的奥秘给迷住了。它记录了法拉第一生从事电磁学研究的全部实验结果，其中也包含了法拉第深邃的思考。
麦克斯韦受到这位电磁学先驱的深刻启示，日夜刻苦研读法拉第的著作，通过与法拉第著作的思想交流，麦克斯韦悟出了电磁力线思想的宝贵价值，同时也看到了法拉第定性表述电磁现象方面的弱点。初出茅庐的青年数学家麦克斯韦决心用数学定量表述来弥补这一缺陷。
1855年，24岁的麦克斯韦发表了学术论文《论法拉第的“力线”》。这是麦克斯韦第一篇关于电磁学理论方面的论文，麦克斯韦向电磁学理论的纵深领域挺进。
这年秋季，因公来到伦敦的麦克斯韦特意前来拜访法拉第，这是一次历史性的会见。年轻的物理学家恭敬地递上名片，连同他4年前发表的学术论文交给了仆人。过了一会儿，法拉第满脸笑容地走了出来。这时，这位电磁学实验大师已年届70岁，两鬓斑白，智慧的眼睛闪着和善的目光。虽然宾主二人年龄相差40多岁，在性情、爱好、志趣、特长等方面也迥然各异，但是在探索自然科学之谜上，他们却产生了共鸣。
