牛顿和他的巨人们

牛顿(1642-1727)于1642年12月25日出生在英格兰林肯郡沃勒索普村的一个农民家里。从1664年至1665年间未出版的笔记手稿来看，他深受笛卡尔的几何学、哲学原理、伽利略关于两个世界体系的对话以及其他著作的影响。牛顿于1665年毕业于剑桥大学。为了躲避瘟疫，他在家乡呆了18个月。在此期间，他在力学、天文学、数学和光学方面做了大量的基础研究，并发现了重力平方反比定律。牛顿于1667年回到剑桥大学攻读研究生，第二年获得硕士学位，并于1669年担任数学教授。他于1672年被伦敦皇家学会接纳为会员，并于1687年出版了他的代表作《自然哲学的数学原理》。这本书由两部分组成。第一部分包括“定义和注释”和“基本定理或运动定律”。第二部分是基本法的适用。这本巨著的出版标志着经典力学体系的建立。“原理”提出了三个定律和万有引力定律，准确描述了宏观物体的运动。他把地面上物体的运动和太阳系中行星的运动统一成同样的物理定律，从而完成了人类文明史上自然科学的第一次伟大的综合。他总结和发展了他以前物理学的所有重要成就，并将这些孤立的、逻辑上独立的物理概念和定律发展成一个能够表达因果关系的完整系统。他是古典力学的大师。他于1727年3月20日因病去世。英国诗人亚历山大和蒲柏模仿《创世纪》的开头，为牛顿写了一篇墓志铭:“自然和自然法则藏在黑夜里。上帝说让牛顿去吧，一切都是光明的”，而牛顿自己留下了一句名言:“我比别人看得更远，因为我站在巨人的肩膀上”。让我们了解一些主要的巨人。

①哥白尼，1473-1543)

作为一名杰出的波兰天文学家，他生活在文艺复兴时期。他毕生研究工作的结晶是他的巨著《天体运行论》。据说就在他去世前，他在病床上看到了这本巨著的印刷版本，它向我们描绘了一个全新的宇宙。在哥白尼的日心说体系中，所有天体都是相互联系的，它们的运动具有简单而明显的规律性，所有行星的排列顺序都与它们的轨道周期和轨道尺度密切相关。哥白尼的体系有一种内在的和谐。事实上，哥白尼最关心的是建立最简单、最和谐的天体几何。他重视数字的和谐。他声称:“我们的理性总是要求一切都处于最美好的秩序中。”更重要的是，他留下了两大主题(恒星视差和地球的“风”)来指导现代物理学的方向。

②伽利略1564-1642

伽利略对运动的研究为现代科学的发展创造了一套有效而具体的程序:对现象的一般观察→提出假设→利用数学和逻辑手段进行推论→通过物理或意识形态实验检验推论→修正和推广假设等。他用“坠物是具体的对立面”的思辨理论，从亚里士多德的“重物体比轻物体下落得快”的原理中推导出“重物体比轻物体下落得慢”的悖论。他推翻了亚里士多德的“力是物体保持运动的原因”的教条，并通过用斜面对接的理想实验提出了“惯性原理”。这些理性思考的方法是他从观察体育现象到发现体育规律的途径。爱因斯坦曾评论说:“伽利略的发现和他运用的科学推理方法是人类思想史上最伟大的成就之一。这标志着物理学的真正开始。”

③笛卡尔(1596-1650)

法国杰出的数学家和哲学家。1637年，他出版了主要著作《方法论》及其附录《光学、气象学和几何学》，1644年出版了《哲学原理》。在笛卡尔的哲学中，整个物理宇宙就像一个钟表机构。一旦这台机器被上帝建造并启动，它将被假定为无休止地运转，而不需要上发条或任何修理。"如果还有其他想法，那可能意味着上帝是一个可怜的制表师."为了确保这台宇宙机器不会减速，笛卡尔认为必须有一个运动守恒原理。“当上帝创造物质时，他给物质的所有部分以不同的运动，并使所有物质保持其被创造时的相同方式和状态。所以上帝让这些物质保持它们最初的运动。”他把物体的质量和速度的乘积作为“运动量”的量度。把“上帝”作为争论的起点当然是错误的。然而，笛卡尔的运动守恒思想极其重要和深刻。他相信没有外界的作用，任何物体的状态都不会改变。根据这一思想，他提出了惯性定律:“运动的本质是:如果一个物体在运动，那么如果没有其他原因，它将继续以同样的速度沿同一直线方向运动，既不停止也不偏离原来的方向。”这突破了伽利略“水平面”的限制。

(4)惠更斯(惠更斯1629-1695)

荷兰物理学家他讨论了碰撞理论，获得了动量守恒原理，求解了半周期t =，测量了重力加速度的值，获得了向心力公式，并得出结论，地球表面不同地方物体的重力不同，使人们认识到重量和质量是不同的概念。光的波动理论建立了。

开普勒(开普勒1571-1630)

德国天文学家在当时最重要、最精确的天文观测者——丹麦天文学家第谷和布拉赫的帮助下，发现了行星运动的三大定律:椭圆路径定律、等面积定律和和谐定律。在开普勒看来，“主宰地球的力在太阳上，这种力像光一样从太阳发出。1596年，他出版了他的第一本天文学著作《宇宙的奥秘》，确信上帝根据完美数字的原理创造了世界。他把正多面体几何关系的和谐与哥白尼计算的行星排列联系起来。

此外，牛顿经典力学体系的建立，有必要提到相关的数字:

1.达芬奇1452-1519

文艺复兴时期的巨人。在力学方面，他首次用虚拟速度的方法证明了杠杆原理，并包含了能量守恒和动力的思想。他讨论了*落体的问题，并认为下落的速度与下落的时间成正比。他研究了射弹问题，提出了运动合成的概念。他观察了撞击问题，并初步获得了惯性原理。此外，他还对摩擦和物体重心的研究做出了贡献。简而言之，他是一位杰出而有天赋的科学长者。

2.马赫(马赫1838-1916)

奥地利物理学家，他批评牛顿对质量的定义“不可行”。他批评了牛顿的“绝对时空观”，尤其是牛顿的“桶实验”。他把惯性归因于宇宙中物体之间的相互作用。这些深刻的思想极大地启发了爱因斯坦，并使他在1915年建立了广义相对论。