石头沉下水面的原因主要有两个方面：密度和浮力。

首先，密度是物体的质量与体积的比值，它决定了物体在液体中的位置。石头的密度通常比水大，因此它比水更重，会被水所吸引向下沉。这是一个简单的物理原理，也是为什么石头会沉下水面的主要原因之一。

其次，浮力是物体在液体中受到的向上的浮力。根据阿基米德定律，当一个物体浸入液体中时，它会受到一个与所排除的液体体积相等的向上浮力。如果物体的密度大于液体的密度，那么浮力就小于重力，物体就会沉下去。而石头的密度通常远远大于水的密度，因此它的浮力非常小，无法支撑石头浮在水面上。

总结起来，石头沉下水面的原因是由于它的密度大于水的密度，使得它比水更重；同时，由于石头的密度大于水的密度，它所受到的浮力很小，无法支撑它浮在水面上。这就是为什么石头会沉下水面的科学原因。