牛顿力学对当代人们思想的影响及启发

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1、第5页共5页牛顿力学对当代人们思想的影响及发展我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。——牛顿牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。在牛顿以前，天文学是最显赫的学科。但是为什么行星一定按照一定规律围绕太阳运行？天文学家无法圆满解释这个问题。万有引力的发现说明，天上星体运动和地面上物体运动都受到同样的规律—

2、—力学规律的支配。一个苹果的偶然落地，却是人类思想史的一个转折点，它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢？牛顿思索着。终于，他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。1686年底，牛顿写成划时代的伟大著作《自然哲学的数学原理》一书。牛顿在这部书中，不但从数学上论证了万有引力定律，而且把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。牛顿力学的建立是科学形态上的重要改革，标志着近代理论自然科学的诞生。1.揭示了人的价值:征服自然人类早期的

3、主要劳动形式是体力劳动。如何发挥体力的效率，对生产有重要意义。这是力学成为自然科学第一个基础学科、主导学科、带头学科的经济根源。从阿基米德到牛顿的力学研究正是在这样的背景下进行的。阿基米德曾根据杠杆原理发出这样的豪言：“给我一个支点，我便能把地球举起来!”这是人类对自己体力的颂歌，表达了人类对自然界要有所作为的愿望。但这样的支点是没有的。我们用拟人化方法来解读牛顿力学定律。把F理解为人力，m理解为自然界，a理解为自然界的变化，那就可以得出这样的启示：自然界本身不会改变状态，但人力可以迫使它改变，而且变得越来越快。人类应该而且能够克服自然界的“第5页共5页

4、惯性”，牛顿力学为这种信念提供了科学依据。英国的产业革命则是征服自然观的实践基础。英国科学史家贝尔纳指出，英国从1540年到1640年，出现了以尼绒、造船、火药、造纸、食盐、水力机械等为生产对象的第一次工业革命，这时已开始出现了机械自然观。在16世纪发生了工业革命，印刷机和风车、杠杆、水泵和滑轮、钟表与独轮车，以及矿工和工程师大量使用的机械，构成了每日生活的特征，每一个人都懂得机械的本质。创造和使用这类东西的经验开始成为欧洲人一般意识中的一部分。机械的大规模有效地应用，导致机械自然观的出现。人们在使用机械的过程中发现了自己对自然界的能动性。所以机械自然观

5、还有一个常被人忽略的基本观点：自然界靠人来改变。这又可以引申出如下观点：上帝创造自然，人类统治自然。人们在劳动中逐渐认识到，物体的某些变化（如燃烧）也可以产生一种使别的物体改变状态的作用。这种作用也同人力的作用相似。恩格斯说我们由此可以想象：“力是潜在某一物体即所谓力的承担者（火药、煤炭）之中。”马克思说人的体力是“沉睡着的潜力”，恩格斯说物体内部也有“潜在”的力，这也是比喻。从人体潜在着力，推想自然物内部也可能潜在着力。这样人们就认识到两种力：人们体力与潜在于物体内的力，即人体的力与物体的力。物体之力大大强于人体之力，物体的力是靠人体的力来开发的，而且

6、可以取代人体之力。于是近代蒸汽机就在牛顿的祖国大规模地出现了。总之，从认识人体之力到认识自然之力，再到认识物体之力；从发挥人体之力，到开发物体之力，再用物体之力来取代人体之力，这种认识与实践过程的主体始终是人。人们在这个过程中终于掌握了自然界的强大物质力量，并自认为征服了自然界。总之，力能克服惯性，人的体力能改变物体的状态，人类能征服自然，这是牛顿力学所蕴含的价值观在三个层次上的展现。这表明力学机械论与征服自然论是统一的。2.在物理科学上的贡献牛顿在科学上的主要贡献是：在力学上提出三大运动定律和万有引力定律；在光学上作出了白光是由七色光组成的判决实验，发

7、现并解释“牛顿环”第5页共5页的干涉现象，创制了反射望远镜并提出光的微粒说；在数学上发现了微积分运算方法和无限级数理论，等等。他的最重要的科学著作是：１６８７年初版的《自然哲学的数学原理》（简称《原理》），１７０４年初版的《光学》。尤其是《原理》一书，几百年来颇受推崇。在牛顿所处的时代，哥白尼提出了日心说，开普勒从第谷的观测资料中总结了经验的行星运动三定律，伽利略又给出了力、加速度等概念并发现了惯性定律和自由落体定律。但是，这些物理概念和物理规律还是孤立的、逻辑上各自独立的东西。正是在这个时候，牛顿对行星及地面上的物体运动作了整体的考察，他用数学方法，使

8、物理学成为能够表述因果性的一个完整体系。这就是我们今天所说的经典力学体系。按照牛