重力是所有物理量中，唯一能有眾多版本同時存留至今的物理量，這種現象不一般。這說明重力定義的確立存在相當大的困難。像萬有引力、彈力、摩擦力這些力學中的物理量，還有熱學、光學、電學、原子物理學中的各種物理量的定義都確立了單一的精準版本。

  重力定義沒有一個版本能排除其他版本的存在，而在力學中獨佔其位。確立重力定義的艱難使得有關重力的討論不得不被眾人遠遠地回避。這種身邊科學比高深科學還難搞明白的現象，不符合人對自然界的認識規律。

  重建原因
  象萬有引力、彈力、摩擦力還有電場力、磁場力等，這些力都是客觀存在的真實力，它們的定義是在無數次實驗的基礎上建立起來的，又經過無數次實驗證明了它們的正確性。但是重力定義的建立卻沒有這些過程。重力是在已經存在的理論基礎上，經過科學思維，人為地想象出來的虛擬力。跟那些實際力定義的誕生完全不一樣。這就是重力定義多次重建的內在因素。

  既然重力定義是人為想象出來的，那麽重力的定義也可以人為地改變。萬有引力、彈力、摩擦力等那些真實力沒有這麽隨便。

  新版本

  2012年在力學界出現了重力第6類定義的新版本，重力第6類定義是：在靜力學范圍內，以放置物體的支持物或物體自身為非慣性參照系，物體所受各萬有引力與各慣性力的合力叫重力。下面對新定義做深入說明：

  1.物體所受來自外星球的萬有引力和與之對應的慣性力相互抵消。

  以天體自身為非慣性系，在宇宙中，被看成質點的天體，或相對於天體極小的人造天體、關閉發動機的飛行器等，都是被視為質點的“天體質點”，它們在軌道上運行著。因為天體質點不受萬有引力以外的其他種類的力如支持力、發動機的推動力的約束，所以某天體所受另一天體的萬有引力會全部用來產生該天體的加速度，且對應出一個慣性力。因為此慣性力大小等於該天體的加速度大小與該天體質量的乘積，而來自另一天體的萬有引力的大小也等於這個乘積，而此慣性力的方向與此萬有引力方向相反，所以另一天體對該天體的萬有引力和與其產生的加速度對應的慣性力相互抵消。這樣來自另一天體的萬有引力全部用來產生該天體的加速度的力，就沒有使該天體獲得重量的作用效果了。

  把宇宙中天體視為質點之後，物體的運動軌跡和動力學規律與所在天體相同，就有理由把物體和所在天體視為在同一軌道上運行的兩個天體。所以來自其他天體對物體的萬有引力也能和與其產生的加速度對應的慣性力相互抵消。物體沒有從來自其他天體的萬有引力那裡獲得重量。

  2.物體所在星球對物體的萬有引力和與之對應的慣性力不能相互抵消
  物體所在星球對物體的萬有引力，不能再和與之對應的慣性力抵消。因為所在星球表面對物體存在著支力的約束，所在星球對物體的萬有引力就不能全部用來產生物體的加速度了，只有一部分產生加速度（隨星球自轉的向心加速度），另一部分使物體獲得重量。

  後面將經常遇到像第1條和第2條這樣的問題，不再詳細說明。

  3.在新定義下地面上物體所受重力的矢量表達式（在其他天體上有相同的推導過程）

  在新定義下以地面為非慣性系，利用力的平衡原理可以較嚴密地推導出地面上物體所受重力的矢量表達式。（統一用F代表萬有引力，f代表慣性力，G代表重力，N代表支力。黑體字母代表的是矢量，下面進行的是矢量運算）

  放在支持物上的物體受到地球的萬有引力F地，還有太陽的萬有引力F太，月球的萬有引力F月，及其他星球的萬有引力。還有因地球自轉而存在的慣性力f地、太陽的萬有引力（使物體隨地球繞太陽公轉）對應的慣性力f太、月球的萬有引力對應的慣性力f月，及其他星球的萬有引力對應的各慣性力。還有地面的支力N地，等等。所有這些力相互平衡，就有：
  F地+F太+F月+…+f地+f太+f月+…+N地=0
  因為除地球外，太陽、月球及其他星球的萬有引力都和與之對應的慣性力相互抵消，經過整理得出：-
  N地=F地+f地①
  因為地面的支力N地與物體受的重力G相互平衡所以有：
-
  N地=G②

  把②式代入①式得：

  G=F地+f地③
  ③式就是在新定義下地面物體所受重力的矢量表達式。此式表示出，物體所受重力等於地球的萬有引力和與物體隨地球自轉的向心加速度對應的慣性力的合力。

  可以看出在地面附近求重力時，太陽、月球及其他星球的萬有引力不參加運算也是正確的。

  4.新定義與原定義是等效的，原定義是新定義的一個特例

  可以證明新定義與“在慣性系下，重力是地球對物體的萬有引力的分力，另一個分力是向心力。”這個原定義是等效的，只是新定義選用了非慣性系。

  由新定義可知，地面物體所受重力的矢量表達式是：

  G=F地+f地①
  慣性系下的原定義是：地球的萬有引力F地等於物體隨地球自轉需要的向心力F向和物體所受重力G的合力。其表達式是：

  F地=F向+G②，此式整理後是
  G=F地-F向③
  因為物體隨地球自轉所需要的向心力F向的大小，等於與此向心力對應的慣性力f地的大小，而它們的方向相反，即-
  F向=f地，代入③式得

  G=F地+f地，此式與①式相同。

  所以新定義的①式與原定義的②式是等效的。

  在下面的示意圖中，還可以用幾何方法證明新定義與原定義是等效的。

  由萬有引力F地、重力G、和慣性力f地組成的平行四邊形，是新定義的示意圖。由向心力F向、F地和G組成的平行四邊形是原定義的示意圖。可以看到在兩個平行四邊形中，慣性力與向心力大小相等方向相反，兩個萬有引力重合，兩個重力重合。證明了兩個定義是等效的。

  新定義不僅適用於地球上的物體，也能廣泛地應用到宇宙中天體和人造天體及飛行器上。實際上地球也是宇宙中的天體。

  新概念內涵

  1.物體的加速度是決定重力大小和方向的重要因素之一。而加速度與參照系有著密切的關系，因此選擇合適的參照系，能獲得最簡便的研究重力的方法。如果參照系選擇不當，有的時候會出現錯誤的結論。（這一點與萬有引力、彈力、摩擦力這些實際的力大不相同，這些力的大小和方向與物體的加速度沒有直接關系，因此參照系的選擇不改變對它們研究的難度）本定義中選擇放置物體的支持物或物體自身為非慣性系。

  2.重力是萬有引力與慣性力的合力或說它是萬有引力的一個分力，而力的合成得出的合力或力的分解得出的分力，都是人為想象出來的力。所以重力是個虛擬力。

  3.地球、月球、火星、人造地球衛星等，從物理上講它們沒有本質的區別，都是名副其實的天體。根據新定義（重力是物體所受萬有引力和慣性力的合力）同一個物體放到不同的天體上，物體所受重力相差很大。比如同一個物體在月球上比在地球上重力小許多，放到人造衛星上重力就是零了（完全失重，實際上只是人造衛星對物體的萬有引力及其微小）。

  4.同一物體所受重力，會因加速度的變化而發生很大變化。

  5.天體間的距離遠遠大於天體的直徑，所以計算天體之間的萬有引力時可以把天體視為質點。除物體所在的天體外，其他天體對物體的萬有引力都能和與之對應的慣性力相互抵消。但是實際上，天體（除人造天體外）的體積很大。使得天體表面上物體的加速度與天體質點的加速度不同，而且隨時變化。所以物體所受其他各天體的萬有引力不能與各自對應的慣性力完全抵消了，從而使得天體表面上物體的重力發生變化。這就是地球海洋發生潮汐變化的原因。

  重力與彈力、摩擦力、電場力等有本質區別。

  只有萬有引力和慣性力有資格成為重力的分力，因為萬有引力和慣性力都是同時作用在物體的每一個質元上，使物體獲得重量。

  彈力和摩擦力只能作用的物體的局部。電場力也只能作用在物體的局部，因為電場中的導體靜電平衡時電荷分布在導體的局部，絕緣體被極化後電荷也分布在絕緣體的局部。磁場力也只能作用在物體的局部，因為永磁體有磁極，軟磁體在磁場中也被磁化出現磁極。這些作用在物體局部的力，不能像萬有引力和慣性力那樣使物體獲得重量。

  虛擬性

  一、虛擬力的產生

  力的分解是按照力的多個作用效果，把一個力想象成與各作用效果對應的幾個分力，並用這些想象出來的分力把原來的那個力替換掉。

  力的合成是把幾個力的共同作用效果，想象成是一個力的作用效果，這個力稱作合力。並用想象出來的合力把原來的幾個分力替換掉。

  被想象出來的力是虛擬力。

  不論在慣性系下，定義重力是萬有引力的一個分力，還是在非慣性系下，定義重力是萬有引力與慣性力的合力，重力都是被想象出來的，重力是虛擬力。

  二、重力虛擬性的表征
  客觀存在的真實力應該有它的施力物與受力物。虛擬的力就不是這樣了，如慣性力就沒有施力物。站在理論的角度考慮，重力是虛擬的力，無法判定具體的施力物。

  如果做近似研究，在地面附近，把重力視為地球對物體的萬有引力，則對重力來說地球為施力物，物體為受力物。

  而完全顛覆了。

  通過下面三個實例可以檢驗新定義的科學性。

  我記得失重到“獲重”

  使衛星自轉達到一定轉速，原來完全失重的宇航員可以恢復類似在地面上的體重。這種想法早在二十世紀60年代，就在一些科普讀物上出現了，幻想在衛星上製造與地球表面類似的生活環境。只是當時沒有意識到，在失重狀態下長期飛行，會使骨骼脫鈣，肌肉變得松弛等，傷害宇航員的健康。遠征火星將經過漫長的歲月，為了使健康狀況允許宇航員堅持完成人類賦予的科研任務，科學家準備在載人飛船座艙中安裝“人造重力裝置”，其想法和前面是一樣的。使處於失重狀態的物體重新獲得類似地面上的重量的過程，簡稱“獲重”。獲重的基本原理可以運用重力的新定義來解釋。座艙中的宇航員所受各星球的萬有引力，已經分別被各萬有引力加速度對應的慣性抵消掉。在沒有萬有引力可利用的情況下，宇航員想獲得重量，只能靠慣性。這就使科學家想到，讓座艙自轉。這樣體重的獲得就沒有萬有引力參與，宇航員所受重力只等於他隨座艙自轉的向心力所對應的慣性。可見“獲重”是依賴其矛盾的另一方面“失重”而存在著。

  地球橢球形的成因
  在慣性系下觀察，由於地球自轉，地球表面放置的物體具有向心加速度。赤道上物體的向心加速度最大，兩極上物體的向心加速度等於零，最小。

  為解釋地球略顯橢球形的原因，應分別選擇物體在不同緯度上的位置為非慣性系。同一個物體在赤道上，物體的向心加速度最大，所以物體所受的慣性力最大，方向卻與萬有引力相反，而且所受萬有引力也最小。這樣一來萬有引力與慣性力的合力，相對與其他緯度就最小，也就是重力最小。在兩極上相對其他緯度萬有引力最大，而向心加速度為零即最小，慣性力也最小，所以重力最大。這樣同一物體從赤道移到極地，重力由最小逐漸變到最大，同時物體的比重也逐漸變大。海水是地球表面的主要組成部分，赤道附近的海水比重最小，根據連通器的比重小的一側液面比另一側高的原理，這裡的海面會突出一些。這就使得可塑性的地球在以這種形式分布的重力作用下，就變成赤道距地心遠，兩極距地心近的橢球形狀。

  雖然海平面是橢球形，但是在地球表面任意一點上，物體受重力的方向總是垂直於所在位置處的海平面，或說總是垂直於與海平面平行的靜止水面。

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