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By: admin
尽管牛顿对万有引力的描述对于众多实际运用案例来说十分地精确，但它也遭遇到一些理论难题，而且被证实不符合一些重要观测结果。
理论难题
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没有任何征兆表明万有引力的传送媒介可以被识别出，牛顿自己也对这种无法说明的超距作用感到不满意（参看后文条目“定律局限性”）。
牛顿的理论需要定义万有引力可以瞬时传播。因此给出了古典自然时空观的假设，这样亦能使约翰内斯·开普勒所观测到的角动量守恒成立。但是，这与爱因斯坦的狭义相对论理论有直接的冲突，因为狭义相对论定义了速度的极限——真空中的光速——在此速度下信号可以被传送。
与观测结果不符
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牛顿的理论并不能完全地解释出水星在沿其轨道运动到近日点时出现的进动现象[2]。牛顿学说的预言（由其它行星的引力拖曳产生）与实际观察到的进动相比每世纪会出现43弧秒的误差。
牛顿理论预言，在万有引力作用下，光线的偏折只有实际观测结果的一半。广义相对论则与观察结果更为接近。
牛顿理论不能解释为什么所有物体的引力质量与惯性质量相同这一观测现象。广义相对论则将它作为一个基本条件。更多内容，请参阅条目等效原理。
定律局限性
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当牛顿的非凡工作使万有引力定律能够以数学公式来表达后，他仍然不满于公式中所隐含的超距作用观点。他从来没有在他的文字中给出产生这种能力的原因。在其它情况下，他使用运动的现象来解释物体受到不同力的作用的原因，但是对于万有引力这种情况，他却无法用实验方法来确认运动产生了万有引力。此外，他甚至还拒绝对这个由地面产生的力的起因提出假设，而这一切都违背了科学证据的原则。
牛顿对万有引力的发现埋葬了“哲学家至今仍在徒劳无功地试图探索自然”(philosophers have hitherto attempted the search of nature in vain)这句所谓的真理，就同他深信着的“有各种因素”使得“各种迄今未知的原因”是所有“自然现象”的基础。这些基本的现象至今仍在研究中，而且，虽然存在着许多种的假设，最终答案仍然没有找出。虽然爱因斯坦的假设的确比牛顿的假设更能精确地解释确定案例中万有引力的作用效果，他也从来没有在他的理论中为这种能力赋予一个原因。在爱因斯坦的方程式中，“物质告诉空间怎么弯曲，空间告诉物质怎么移动”。但是这个完全异于牛顿世界的新的思想，仍不足使爱因斯坦所给出“产生这种能力的原因”比万有引力定律使牛顿所赋予的原因更能使空间弯曲。牛顿自己说：
“
:我还没有能力去从现象中发现产生这些引力特性的原因，而且我无法臆测……我所解释的定律和丰富的天体运动的计算已经足够于说明引力的确存在并能产生效果。一个物体可以不通过任何介质穿过真空间的距离对另一个物体产生作用，在此之上它们的活动和力可以传送自对方，这对于我来说简直就是一个天大的谬论。因此，我相信，任何有足够的哲学思维能力的人都不会沉溺于此。
(I have not yet been able to discover the cause of these properties of gravity from phenomena and I feign no hypotheses... It is enough that gravity does really exist and acts according to the laws I have explained, and that it abundantly serves to account for all the motions of celestial bodies. That one body may act upon another at a distance through a vacuum without the mediation of anything else, by and through which their action and force may be conveyed from one another, is to me so great an absurdity that, I believe, no man who has in philosophic matters a competent faculty of thinking could ever fall into it.)
”
如果人类的科学最终能够发现万有引力是如何产生（制造）的，牛顿的梦想也将随之实现。
需要注意的是，这里使用的单词“原因(cause)”并不是“起因(cause)和影响”或者“被告导致(cause)受害者死亡”中所表示的意义。何况，当牛顿使用单词“原因(cause)”时，他（明显地）意指为一种“解释”。或者说，像“牛顿学说的万有引力是行星运动的原因”这个短语的意思就是牛顿学说的万有引力解释了行星的运动。参看条目因果。
宾利的悖论
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宾利的悖论是一个关于宇宙整体的悖论，指出当牛顿的引力理论应用于宇宙学时，会出现问题。牛顿导出了他的万有引力公式后，他在写给当时的剑桥哲学家理查德·宾利（英语：Richard Bentley）（Richard Bentley）的一封信中说，如果所有的恒星都由万有引力相互吸引的话，那么一个会被吸引到另一个；恒星之间的距离将逐渐地缩短，最后它们应该会合并成为一个点。牛顿认为，宇宙中的每颗恒星都应该被其它恒星所吸引，它们之间不会维持固定的距离，而是应该全部叠落在一起，变成单一个恒星。牛顿在信中承认了这一点。他宣称上帝会“不断的微调”来防止万有引力应用上预见的结果。[3]