A magyar tudomány haladását meglátta és gazdagodásnak tekinti az egész világ; az a tudós pedig, a ki ezt megcsinálta, maga Eötvös Loránd volt. Sőt még ennél is többet tett, oly tudományos programmot állított fel, a mely előreláthatólag sok évtizeden – sőt talán évszázadon – át fogja foglalkoztatni a világ minden részének tudós vezető köreit.
 
Eötvös Loránd ezt a sikert a nehézségi erőre vonatkozó méréseivel érte el. A következőkben vázlatos képét igyekszem adni azoknak a nagyjelentőségű dolgoknak, a melyekről itt szó van. A nehézségi erő, a mely minden testet lefelé húz, a természetnek legközönségesebb megnyilvánulása. Ennek az erőnek hatása alatt esnek a szabadon eresztett testek lefelé, ez adja súlyukat, melynek folytán az alapra, melyen nyugosznak, nyomást gyakorolnak.
 
A közönséges tapasztalat alapján azt hisszük, hogy ez az erő állandó, hogy független attól a helytől, a hol a test van, azt hisszük például, hogy valamely test súlya a szoba egyik helyén éppen akkora, mint a másikon. Azonban a tudósok már Newton idejében is tudták, hogy ez nincs így, bár akkor még nem volt eszközük, melylyel a különbséget lemérhették volna. A nehézségi erő ugyanis két erőnek, a Föld tömegvonzásának és a Föld forgása folytán fellépő középpont-futóerőnek az eredője.
 
Az első rész nagyjából – de csakis nagyjából – úgy működik, mintha a Föld egész tömege a középpontban volna összesűrítve, azonban a környező vagy a felület alatt levő tömegek szerint módosul, a második rész pedig függ az illető hely földrajzi szélességétől. A nehézségi erő nagyságának és irányának meghatározása Eötvösig lényegében két eszközt használtak: a libellát, a mely a vízszintet, vagyis a nehézségi erőre merőleges irányt mutatja, továbbá az ingát, melynek lengési idejéből ki lehet számítani a tömegegységre működő nehézségi erőt, vagyis a szabad esés gyorsulását. 

Eötvös ezekhez újabb eszközöket csatolt, valamennyinek mintája a torziós inga; ez lényegében függőleges fonalon lógó vízszintes rúd, a mely a vízszintes sikban lenghet. "Egyszerű, mint a Hamlet fuvolája", mondja Eötvös, "csak játszani kell tudni rajta, s úgy mint ebből a zenész gyönyörködtető változásokat tud kicsalni, úgy abból a physikus a maga nem kisebb gyönyörűségére kiolvashatja a nehézségeknek legfinomabb változatait." 

Eötvös e nyilatkozatát nem szabad szószerint venni, a dolog valójában csak most, mikor már biztos működése nyilvánvaló, látszik oly egyszerűnek. Csak Eötvös fényes elméjének, mélyreható analysáló képességének és törhetetlen akaratának sikerült a makranczos és kényes eszközzel megbirkóznia és adataiból használható és fontos tényeket kihüvelyeznie.

Az első, a mi érdekel bennünket, az, hogyan változik valamely kis téren belül a nehézségi erő iránya. Ezt legczélszerűbb és legáttekinthetőbb módon úgy állíthatjuk elő, ha meghatározzuk a nehézségi erő niveaufelületét. Oly felületet kell képezni, a mely minden részében merőleges az ott uralkodó nehézségi erő irányára. Ez a felület végtelen egyszerűséggel meg is valósítható. 

Ha egy edénybe vizet öntünk, akkor annak szabad felszínét a nehézségi erő formálja ki, a mely a víz cseppjeinek csak akkor enged nyugalmat, ha a felszínen egyik sem emelkedik a másik fölé, a mi csak úgy lehetséges, ha a víz felszíne mindenütt merőleges a nehézségi erő irányára, vagyis ha az a niveaufelületbe áll be. Közönséges és durva tapasztalataink révén azt képzelhetjük, hogy az edényben lévő víz felszíne pontos síkfelület. Ez téves felfogás. 

Az víz felszíne niveaufelület és mint ilyen általában görbe felület. Eötvösig ilyen kis téren belül lehetetlen volt a niveaufelület görbeségét constatálni. Eötvös eszközeinek adataiból azonban akár egy tenyérnyi nagyságú niveaufelület görbeségét is ki lehet számítani és meg lehet határozni merre és mennyivel emelkedik vagy sülyed, hol görbül a legerősebben. 

A másik dolog, a mit ki lehet számítani, az, hogy vízszintes irányban továbbhaladva merre és mennyivel változik a nehézségi erő nagysága. Képzeljük, hogy az asztallapon egy ólomdarab fekszik, a mely súlyánál fogva bizonyos erővel nyomja az asztallapot. Ha ezt az ólomdarabot néhány cm-rel odébb tesszük, már megváltozik a súlya, úgy hogy immár már erővel nyomja az asztallapot.
 
A megváltozás mértéke ugyan roppant csekély, úgy hogy eredeti értékének ezermilliomodrészeivel fejezhető csak ki, mindazonáltal Eötvös eszközeinek adataiból e roppant kis változást is egész biztosan ki lehet számítani. Ez adatok áttekinthetőségének növelése végett Eötvös behozta a nehézségi gradiens fogalmát. Ha ugyanis egy pontból kiindulva különböző irányokban haladunk, a nehézségi erő általában különböző mértékben változik. 

Ezek között van egy irány, melynek mentén a változás a legnagyobb. A grandiens immár azt mutatja, hogy ebben a kiváltságos irányban cm.-ként mennyivel változik a nehézségi erő (dynekben kifejezve). A grandiens iránya megmutatja a legnagyobb változás írányát.