宇宙中的星球是如何保持平衡的？
當有人把這個問題提給牛頓的時候，牛頓知道他必須回答，因為當時他是英國皇家學會的會長，也是萬有引力定律和牛頓運動定律的發現者，實際上回答這個問題的困難之處正跟牛頓發現的萬有引力定律有關。
№1:萬有引力定律是一條優美、和諧、簡單的定律
萬有引力定律
自然界中任何兩個物體都是相互吸引的，引力的大小與兩者物體的質量成正比，與物體間距離成反比，問題就出現在這裡，宇宙中的行星受到恆星的吸引，行星運轉時產生向外的離心力，離心力的大小與恆星對它的引力相等，所以行星圍繞恆星轉動，這一點不難理解，難以理解的是宇宙中有那麼多的恆星，恆星之間也是有引力的，這些恆星為什麼沒有在相互間引力的作用下塌落聚集一起落到某個地方去呢？難道萬有引力定律對宇宙中的恆星不起作用嗎？
圖解：牛頓/萬有引力定律
關於星球是如何保持平衡的這個問題，早在牛頓之前4000年古希臘人就開始琢磨了，他們的認識是從地球開始的，他們很聰明地意識到地球可能是圓球，這個意識首先來自於對船的觀察，觀察地平線外駛來的船，古希臘人見到這些船總是先露出船帆，然後再露出船身，如果地球是平的，就不應該出現這種現象。
這個意識還來自於對星空的觀察，古希臘人發現旅行時越往南走天空中的北極星就越低，更加靠近地平線，越往北走北極星就越高，如果地球是平的就不應該出現這種現象，非常可惜，古希臘人沒機會走到北極點，如果他們走到北極點他們還會發現北極星已經上升到他的頭頂，因為北極星在北極的正上方。
古希臘大思想家亞里斯多德的觀察更加仔細，他發現地球在月亮上的影子總是圓的，總結這些觀察亞里斯多德得出結論「地球是圓的」，這個結論很正確，他還認為地球是宇宙的中心，靜止不動，月亮，行星，太陽以及其他宇宙中所有的星球都圍繞著地球轉動，它們的轉動軌道是標準的圓周型。我們都知道後面這些結論是有問題的，但麻煩的是西方世界很有勢力的基督教會，完全接受了亞里斯多德的觀點，並且把這個觀點跟上帝創造世界聯繫在一起。
圖解：地球在月亮上的影子
1800年後，哥白尼提出了日心說，他判斷出地球是圍繞太陽轉的，但他遲遲不敢正式公布，40歲就判斷出的理論，到70歲才敢寫成書，拿到書的當天哥白尼去世了，哥白尼的宇宙模型中，太陽是宇宙的中心，地球和行星們圍繞太陽做圓周運動。
後來伽利略用他的天文望遠鏡為日心說提供了證據，他觀測到木星的幾個小衛星是圍繞木星旋轉的，而不是如地心說的理論，全都圍繞著地球旋轉。
圖解：木衛一（IO·伊奧）、木衛二（EUROPA·歐羅巴）、木衛三（GANYMEDE·蓋尼米得）圍繞木星（JUPITER）作周期運動
再後來克卜勒提出行星的運動軌跡，不是圓周而是橢圓的，有意思的是克卜勒的結論來自於他的實際觀測，而他本人卻對這一觀測結果很不喜歡，他覺得橢圓實在不如圓周完美和諧。
哥白尼，伽利略，克卜勒都曾受到過教會的迫害，牛頓比他們幸運，到牛頓的年代，科學已經從被教會打壓的異端邪說轉變成受到公眾尊重的知識，前人的努力幫助牛頓認識到萬有引力定律。千萬別迷信萬有引力定律來源的蘋果說，如果沒有克卜勒的理論基礎，牛頓被蘋果砸1000次也發現不了萬有引力定律。
№2:宇宙中星球分布的問題
牛頓是這樣解釋的，如果宇宙中只有少量的恆星，顯然它們會相互吸引，落到一個中心點，但宇宙中有無限多的恆星，分布在無限廣的空間裡，所以宇宙中根本不存在一個恆星落去的中心點，但是這個解釋難以令人信服。
按照牛頓定律，如果只有少量恆星，那麼他們就要它落聚集，那麼即便在這些恆星周圍添加更多均勻分布的恆星，按照牛頓定律添加的恆星，對原來那些少量恆星是不會產生影響的，原來的該塌落的還是要塌落呀，所以牛頓的解釋站不住腳。
後來有人幫牛頓解釋說，星球間的距離非常大時，引力就不再是引力了，而是變成了斥力，這些引力和斥力保證了宇宙中星球的穩定平衡。
可是如果宇宙真是這樣的話，那宇宙的平衡豈不太脆弱了，任何一個領域的恆星位置稍微有一點變化，宇宙的平衡就要被徹底打破。
宇宙如何保持平衡這個問題，牛頓沒能正確回答，牛頓同時代的科學家也沒能正確回答，甚至牛頓之後200年一直也沒有人能夠正確回答。
№3:科學不夠發達的時候，很多科學問題是被當作哲學或神學問題來思考的
宇宙的起源，最先給出解釋的是幾大宗教，哲學家也喜歡幹這事兒，牛頓之後有個相當著名的哲學家「康德」，非常認真的思考了宇宙起源和時間問題，結果呢，這位理性哲學大師在自己的思考中迷失了，對於宇宙有沒有起源的問題，康德發現無論怎樣回答總存在矛盾。
如果宇宙沒有開端，那麼時間就是無限的，怎麼可能存在無限的時間呢？如果宇宙有一個開端，那麼在這個開端之前，豈不還是有著無限的時間，時間不可能是無限的呀？
這個問題還是得靠科學來回答：
1929年哈勃在觀測中發現，宇宙中遠處的星系正在離開我們遠去，這個結論讓他認識到宇宙正在膨脹，很快這一見解被科學界普遍接受，宇宙正在膨脹，宇宙並非處在一個靜止穩定的狀態，這一發現解釋了牛頓沒法回答的問題，宇宙中的星球正如氣球上的幾個黑點，隨著氣球的不斷變大而遠離，膨脹的力量使它們不至於塌落聚集，宇宙正在膨脹的發現也預示著宇宙是從一個點開始的，那是一個尺度特別小，密度特別大的點，宇宙正由這個點的大爆炸而來。
而這個點裡科學理論失效了，大爆炸之前宇宙不存在，時間也不存在，科學發現解決了康德的困惑，時間不是無限的，時間是從宇宙大爆炸的那個點開始的，科學的發展是有節奏的，亞里斯多德認識到地球是圓的，但他認為地球是宇宙的中心，1800年後，哥白尼指出地球不是宇宙的中心，但他以為星球們在做圓周運動，克卜勒觀測到星球的橢圓運動軌跡，他本人並不喜歡這個觀測結果，然而牛頓站在克卜勒的肩膀上發現了萬有引力定律和牛頓運動定律，這些定律使牛頓成為人類歷史上幾乎是最重要的科學家，接下來你會發現萬有引力定律和牛頓運動定律並不完美，某些方面甚至牛頓本人也不買帳，當牛頓的運動定律與某些觀測結果不一致時，愛因斯坦找到了新的理論（相對論）。
圖解：牛頓/運動定律
№4：結語
相對論使愛因斯坦名揚天下，他被認為是牛頓之後最值得與牛頓相提並論的科學家，可是相對論也束縛了愛因斯坦，使得他遲遲不肯接受另一個重要的科學理論（量子理論），接下來我們會講到相對論有正確的地方，量子理論也有正確的地方，但它倆之間並不協調，甚至相互違背怎麼辦？不用擔心，科學家們正在努力，對於求知人類有著深切的意願，科學永遠不會停下腳步，我們是誰我們從哪裡來，我們為什麼在這裡，我們要到哪裡去，或許某一天這些哲學意義的問題，都可以用科學的方法回答。