力学的发展史（6）
（5）牛顿力学体系的建立及其对物理学的影响
力学通常指以牛顿三大定律为核心的矢量力学，有时也泛指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系。
从亚里士多德和阿基米德的物理学发展到牛顿力学体系经历了约两千年，经历了以哥白尼、开普勒和伽利略为代表的科学革命。牛顿“站在巨人们的肩膀上”，进行了科学史上第一次伟大的综合，即天与地、实验归纳与理论演绎、时空观与方法论、数学与哲学、物理思维与技术应用等多方面的综合，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的力学科学体系。他解决的不只是某些概念和定律，而且找出了大至星宇小至微粒分子和日常物体机械运动的共同数学规律。使力学成为可与欧氏几何相比美的严格的科学理论体系，成为物理学乃至整个自然科学和工程技术大发展的基础。
〈1〉牛顿的继承、综合与发展
牛顿的继承、综合与发展是全面的。他在1664年的一本《一些哲学问题》的笔记本中写道： “柏拉图是我的朋友，亚里士多德是我的朋友，但我最好的朋友是真理”。在数学与物理的结合上，他超越了伽利略所用的初等数学而发展为能够精确描述运动变化过程的微积分(《 流数术》)。在物质观上，他继承了德谟克里特的原子论。在方法论上他把实验放在首位，他在给奥尔登堡的信中说：“探求事物属性的准确方法是从实验中把它们推导出来”。“进行哲学研究最好和最可靠的方法，看来第一是，勤恳地去探索事物的属性、并用实验来证明这些属性，然后进而建立一些假说，用以解释这些事物本身。”这样，他就把培根的实验归 纳法和笛卡儿的理性演绎法统一起来，开辟了一条物理学研究方法的康庄大道。
《自然哲学的数学原理》简称《原理》一书集中反映了牛顿总结建立的力学体系，包括几个基本概念的定义，六条推论(即定理或法则)，三条运动定律，万有引力定律及其几何形式和 在有阻力介质(气、液体)中的运用，若干天象计算实例，最后讨论了“哲学中的推理方法” 。这里值得特别注意的是牛顿对几个基本概念的明确规定和三条运动定律的建立。
《原理》 的“总论”部分不仅对人们长期混淆的几个基本概念(主要是惯性、质量、动量和力)给出了定义，更重要的是把它们都定量地表述为可以测量与计算的物理量。另外又提出了绝对空间与绝对时间的概念。从而把物理学的若干基石从亚里士多德以来的经院哲学或神学的桎梏中完全夺取过来，成为建立新大厦的基础。
牛顿不是简单地把前人的研究成果移植为自己的定律。他把惯性定律提高到第一公理的地位，并在定律叙述和定义惯性时作了几点重要的补充：①把“物体保持其原来的静止状态或者在一直线上等速运动的状态”作为两种等价状态，他在《原理》中解释说，因为“运动与静止其实只有相对的区别。那种通常被看作静止的物体，实际上并不总是真正静止的”。这就彻底改变了人们只把静止看作自然状态唯一形式的直觉观念。②他认为“一个物体只有当别的力加于其上而迫使它改变其原来运动状态时，才显示出这种力”。这就明确地把运动状态和运动状态的改变区分开来并把后者与力联系起来。③既然物体作惯性运动时并无其他外界 影响，牛顿就把惯性这种性质认为是“物体所固有的”，而且与物体的其他性质(如热、化学成分)无关，只与物体所含“物质的量”成正比。“所谓惯性…，是每个物体按其一定的量而存在于其中的一种抵抗能力”，这就把惯性的量度与物体的“量”和“抵抗能力”联系 起来，即把惯性质量作为惯性的定量量度。④牛顿在推论5.实际上已提出了“惯性参考系” 的思想：“一个给定空间，不问是否静止或者沿一直线等速运动，只要不作任何转动，那末 其中所含的各个物体彼此之间的运动，总保持不变”，‘不论船静止还是沿一直线等速前进，一切运动都按同样方式进行”，没有这几条重要的补充，形成明确的第一定律及整个牛顿力学体系是不可能的。惯性观念的改变，始于伽利略而完成于牛顿，是古代与中世纪自然哲学过渡到经典物理学最重要的分水岭，也是中学生跨入物理学大门区分直觉经验与科学概念的第一次分野，值得特别注意。
（5）牛顿力学体系的建立及其对物理学的影响
力学通常指以牛顿三大定律为核心的矢量力学，有时也泛指描述低速宏观物体机械运动的经典力学体系。
从亚里士多德和阿基米德的物理学发展到牛顿力学体系经历了约两千年，经历了以哥白尼、开普勒和伽利略为代表的科学革命。牛顿“站在巨人们的肩膀上”，进行了科学史上第一次伟大的综合，即天与地、实验归纳与理论演绎、时空观与方法论、数学与哲学、物理思维与技术应用等多方面的综合，形成了一个以实验为基础、以数学为表达形式的力学科学体系。他解决的不只是某些概念和定律，而且找出了大至星宇小至微粒分子和日常物体机械运动的共同数学规律。使力学成为可与欧氏几何相比美的严格的科学理论体系，成为物理学乃至整个自然科学和工程技术大发展的基础。
〈1〉牛顿的继承、综合与发展
牛顿的继承、综合与发展是全面的。他在1664年的一本《一些哲学问题》的笔记本中写道： “柏拉图是我的朋友，亚里士多德是我的朋友，但我最好的朋友是真理”。在数学与物理的结合上，他超越了伽利略所用的初等数学而发展为能够精确描述运动变化过程的微积分(《 流数术》)。在物质观上，他继承了德谟克里特的原子论。在方法论上他把实验放在首位，他在给奥尔登堡的信中说：“探求事物属性的准确方法是从实验中把它们推导出来”。“进行哲学研究最好和最可靠的方法，看来第一是，勤恳地去探索事物的属性、并用实验来证明这些属性，然后进而建立一些假说，用以解释这些事物本身。”这样，他就把培根的实验归 纳法和笛卡儿的理性演绎法统一起来，开辟了一条物理学研究方法的康庄大道。
《自然哲学的数学原理》简称《原理》一书集中反映了牛顿总结建立的力学体系，包括几个基本概念的定义，六条推论(即定理或法则)，三条运动定律，万有引力定律及其几何形式和 在有阻力介质(气、液体)中的运用，若干天象计算实例，最后讨论了“哲学中的推理方法” 。这里值得特别注意的是牛顿对几个基本概念的明确规定和三条运动定律的建立。
《原理》 的“总论”部分不仅对人们长期混淆的几个基本概念(主要是惯性、质量、动量和力)给出了定义，更重要的是把它们都定量地表述为可以测量与计算的物理量。另外又提出了绝对空间与绝对时间的概念。从而把物理学的若干基石从亚里士多德以来的经院哲学或神学的桎梏中完全夺取过来，成为建立新大厦的基础。
牛顿不是简单地把前人的研究成果移植为自己的定律。他把惯性定律提高到第一公理的地位，并在定律叙述和定义惯性时作了几点重要的补充：①把“物体保持其原来的静止状态或者在一直线上等速运动的状态”作为两种等价状态，他在《原理》中解释说，因为“运动与静止其实只有相对的区别。那种通常被看作静止的物体，实际上并不总是真正静止的”。这就彻底改变了人们只把静止看作自然状态唯一形式的直觉观念。②他认为“一个物体只有当别的力加于其上而迫使它改变其原来运动状态时，才显示出这种力”。这就明确地把运动状态和运动状态的改变区分开来并把后者与力联系起来。③既然物体作惯性运动时并无其他外界 影响，牛顿就把惯性这种性质认为是“物体所固有的”，而且与物体的其他性质(如热、化学成分)无关，只与物体所含“物质的量”成正比。“所谓惯性…，是每个物体按其一定的量而存在于其中的一种抵抗能力”，这就把惯性的量度与物体的“量”和“抵抗能力”联系 起来，即把惯性质量作为惯性的定量量度。④牛顿在推论5.实际上已提出了“惯性参考系” 的思想：“一个给定空间，不问是否静止或者沿一直线等速运动，只要不作任何转动，那末 其中所含的各个物体彼此之间的运动，总保持不变”，‘不论船静止还是沿一直线等速前进，一切运动都按同样方式进行”，没有这几条重要的补充，形成明确的第一定律及整个牛顿力学体系是不可能的。惯性观念的改变，始于伽利略而完成于牛顿，是古代与中世纪自然哲学过渡到经典物理学最重要的分水岭，也是中学生跨入物理学大门区分直觉经验与科学概念的第一次分野，值得特别注意。
