论文部分内容阅读
[摘 要]自从牛顿力学产生,至今已经将近500年了。在当时的社会背景下,牛顿力学促使了社会变革。可以说没有牛顿力学就没有经典力学的产生,没有物理的雏形。牛顿经典力学体系的建立,是人类认识自然及历史的第一次大飞跃和理论的大综合。它开辟了一个新的时代,并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方式产生极其深刻的影响。牛顿经典力学的建立是科学形态上的重要变革,标志着近代理论自然科学的诞生,并成为其他各门自然科学的典范。但经典力学也在一定程度上阻碍了社会的进步,比如量子力学的产生。
[关键词]牛顿 经典力学
中图分类号:TQ695 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0390-01
1.牛顿力学产生背景
1.1 社会背景
1.1.1政治背景
牛顿(1643—1727)所处的时代,是欧洲社会大变革的时代。14—16世纪正是欧洲进行文艺复兴的时代,文艺复兴造成的思想解放和观念启蒙,使欧洲的精神文化空前繁荣,各种思想学说蓬勃发展,自然科学获得新的生命并蓬勃成长。同时,英国也在开展资产阶级革命。宗教的实力处于低谷期,对于科学家的压迫比起哥白尼时代要小了很多。随着英国革命的完成,欧洲的很多国家也进行了革命,崇尚科学、推崇科技的氛围,使得欧洲的的学术界异常繁荣。
在这种政治背景下,牛顿的科學研究变得较为简单,既有政治扶持,也有科学的交流,更有机械工业的发展给牛顿的研究提供了原材料。如果牛顿生活的年代换成哥白尼(1473年2月19日-1543年5月24日)的时代,牛顿就没有很好的条件进行科研,也许就会像哥白尼一样,受到教会的迫害,也不可能在那个时期出版《自然哲学的数学原理》,由此可见,正是时代的改革给牛顿创造了变更的条件。
1.1.2经济背景
资本主义的发展促使了农业、机械制造业、手工业和商品经济的发展,尤其是航海贸易的发展,促进了欧洲地区的经济发展和商品多样性,在地中海地区的资本主义萌芽,给社会储存了大量的金钱。
这些条件为牛顿在做力学实验时用到的木板已经十分光滑,打磨技术十分高明。科技水平在牛顿光学中最容易体现出来,磨镜工艺已经十分成熟。
15世纪末羊毛产业推动了16世纪的英国宗教改革和圈地运动,最先被侵蚀的是公有地和份地,大租佃制经营也逐渐上升至统治地位。随着农业劳动力的释放、农业技术的改良和应用,劳动力、原料和消费品也变得充裕,为工业革命提供了准备条件和国内市场.[2]
1.1.3科技背景
在文艺复兴时期,涌现了许许多多的科学家,甚至有的科学家为了科学而献身。开普勒、笛卡尔、哥白尼等人的研究给牛顿力学奠定了坚实的基础。开普勒三大定律和笛卡尔的以太理论促进了天体力学的创建。笛卡尔的解析几何为牛顿力学的研究奠定了基础。力学有阿基米得静力学和伽利略动力学等等。牛顿自己也说,“如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人们的肩上”。可以说先前科学家的研究给牛顿力学的产生奠定了坚实的基础,没有他们的创造,牛顿力学不可能如此顺利、迅速的诞生。
1.2 个人因素
牛顿本人兴趣广泛,好胜心强,善于刻苦钻研,同时也是个十分谦虚的人,从不自高自傲。这一点从牛顿能够发现万有引力就可知道,我们耳熟能详的苹果砸到牛顿头上的故事,正是牛顿好奇心强的表现,并且能够坚持不懈。有很多关于牛顿的故事,比如:一次,他在用自制望远镜观察天体时,无论怎样调整镜片,视点总是不清楚。他想,这可能与光线的折光有关。接着就实验起来。他在暗室的窗户上留一个小圆孔用来透光,在室内窗孔后放一个三棱镜,在三棱镜后挂好白屏接受通过三棱镜折进的光。结果,大出意外,牛顿惊异地看到,白屏上所接受的折光呈椭圆形,两端出现出多彩的颜色来。对这个奇异的现象,牛顿进行了深入的思考。得知光受折射后,太阳的白光散为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。因此,白光(阳光)是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光线汇合而成。自然界雨后天晴,阳光经过天空中余围的雨滴的折射、反射,形成五彩缤纷的虹霓,正是这个道理。
2.牛顿力学的影响
2.1 正面
牛顿力学的影响不难预料,它的巨大成功给人类社会在各方面带来的影响将会是不可估量。
2.1.1自然观念
首先就是对自然观念的影响。人们对于一切自然现象的解释,首先想到的便是用力学的尺度,将运动归于机械运动,运动的原因都归结于力的作用。这是典型的机械唯物主义的自然观,在当时社会背景下,可以说是比较先进的观念。并且这种研究方法能够刺激人们进行试验,用分析的方法来看待问题,使人们摆脱了亚里士多德时代的以眼为真、靠想象思考问题的束缚思维方式。
2.1.2自然科学
其次,是对自然科学的影响。因为牛顿力学的建立后,对于生活中大部分的问题都可以得到圆满的解决,并且是真正的让人信服的,用科学严谨的计算和实验来让人信服的。这导致了在很长一段时间内,很多科学家都认为牛顿力学就是整个天空,所有的物理规律都在里面。如此完美的F=ma的式子一定是独一无二的。牛顿的书籍也被奉若真理。它支配了当时整个自然科学发展的进程。他研究问题的科学方法和原理也普遍得到赞赏和采用。牛顿研究经典力学的科学方法论和认识论,如运用分析和综合相结合的方法与公理化及科学的简单性原则、寻求因果关系中相似性统一性原则、以实验为基础发现物体的普遍性原则和正确对待归纳结论的原则,对后世科学的发展也影响深远。
2.1.3社会科学
经典力学不但对自然科学产生了很大影响,在社会科学方面,特别是对哲学和人类思想发展,也产生了重大影响。
近现代科学和哲学是发轫于经典力学的,正是从牛顿建立经典力学开始,人类在思想观念上才开始真正走向科学化和现代化,而它对人类思想领域的影响也是极其广泛而深刻的。经典力学把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平,牛顿把天上运动和地上运动统一起来,从力学上证明了自然界的统一性,这是人类认识自然历史的第一次大飞跃和理论大综合,它开辟了一个新时代,并对学科发展的进程以及后代科学家们产生了极其深刻的影响。
2.2 负面
因为牛顿力学的正确性和简洁性,再加上许多年的发展,导致人们关于经典力学的思维模式根深蒂固。以至于出现新的观点和思维方式,比如量子化,相对论等,使很多人一时间难以接受。总而言之,牛顿力学的这种思维方式在一定程度上忽视了理论思维的作用,忽视了事物之间的联系和发展,只重视实践和实验,缺乏理论的突破。在理论突破方面略有不足。比如薛定谔方程只是一个纯理论的结果,它的正确性是由实验证明的,但它本身却不是由实验得出的。如果只抱着牛顿力学的思维观念,便无法得到美妙的薛定谔方程。如果不能打破能量连续的经典力学的观念,就不会有导致科技变更的量子力学的出现。
3.总结
牛顿力学的产生是在一定社会背景下,由一定政治、经济、文化、社会因素为前提,诸多科学理论为基石,在牛顿个人坚持不懈和强烈好奇心以及求知欲下的产物。它是一个必然,也是一个偶然。必然是指牛顿力学的这套理论的产生一定有历史的必然性,随着社会的进步和发展早晚都会出现,说它是偶然,是因为牛顿能够抓住机遇,本身又具有解决问题的能力,他“碰巧”解决了这个难题,于是出现了牛顿力学的名字。
参考文献:
[1]许二斌,《14-17世纪欧洲的军事革命与社会转型》,东北师范大学,2003年4月,
[2]杨东,《浅析14-17世纪英国文艺复兴》,天津师范大学,2013年4月,8-9页。
[3]杨东,《浅析14-17世纪英国文艺复兴》,天津师范大学,2013年4月,26-29页。
[关键词]牛顿 经典力学
中图分类号:TQ695 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)01-0390-01
1.牛顿力学产生背景
1.1 社会背景
1.1.1政治背景
牛顿(1643—1727)所处的时代,是欧洲社会大变革的时代。14—16世纪正是欧洲进行文艺复兴的时代,文艺复兴造成的思想解放和观念启蒙,使欧洲的精神文化空前繁荣,各种思想学说蓬勃发展,自然科学获得新的生命并蓬勃成长。同时,英国也在开展资产阶级革命。宗教的实力处于低谷期,对于科学家的压迫比起哥白尼时代要小了很多。随着英国革命的完成,欧洲的很多国家也进行了革命,崇尚科学、推崇科技的氛围,使得欧洲的的学术界异常繁荣。
在这种政治背景下,牛顿的科學研究变得较为简单,既有政治扶持,也有科学的交流,更有机械工业的发展给牛顿的研究提供了原材料。如果牛顿生活的年代换成哥白尼(1473年2月19日-1543年5月24日)的时代,牛顿就没有很好的条件进行科研,也许就会像哥白尼一样,受到教会的迫害,也不可能在那个时期出版《自然哲学的数学原理》,由此可见,正是时代的改革给牛顿创造了变更的条件。
1.1.2经济背景
资本主义的发展促使了农业、机械制造业、手工业和商品经济的发展,尤其是航海贸易的发展,促进了欧洲地区的经济发展和商品多样性,在地中海地区的资本主义萌芽,给社会储存了大量的金钱。
这些条件为牛顿在做力学实验时用到的木板已经十分光滑,打磨技术十分高明。科技水平在牛顿光学中最容易体现出来,磨镜工艺已经十分成熟。
15世纪末羊毛产业推动了16世纪的英国宗教改革和圈地运动,最先被侵蚀的是公有地和份地,大租佃制经营也逐渐上升至统治地位。随着农业劳动力的释放、农业技术的改良和应用,劳动力、原料和消费品也变得充裕,为工业革命提供了准备条件和国内市场.[2]
1.1.3科技背景
在文艺复兴时期,涌现了许许多多的科学家,甚至有的科学家为了科学而献身。开普勒、笛卡尔、哥白尼等人的研究给牛顿力学奠定了坚实的基础。开普勒三大定律和笛卡尔的以太理论促进了天体力学的创建。笛卡尔的解析几何为牛顿力学的研究奠定了基础。力学有阿基米得静力学和伽利略动力学等等。牛顿自己也说,“如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人们的肩上”。可以说先前科学家的研究给牛顿力学的产生奠定了坚实的基础,没有他们的创造,牛顿力学不可能如此顺利、迅速的诞生。
1.2 个人因素
牛顿本人兴趣广泛,好胜心强,善于刻苦钻研,同时也是个十分谦虚的人,从不自高自傲。这一点从牛顿能够发现万有引力就可知道,我们耳熟能详的苹果砸到牛顿头上的故事,正是牛顿好奇心强的表现,并且能够坚持不懈。有很多关于牛顿的故事,比如:一次,他在用自制望远镜观察天体时,无论怎样调整镜片,视点总是不清楚。他想,这可能与光线的折光有关。接着就实验起来。他在暗室的窗户上留一个小圆孔用来透光,在室内窗孔后放一个三棱镜,在三棱镜后挂好白屏接受通过三棱镜折进的光。结果,大出意外,牛顿惊异地看到,白屏上所接受的折光呈椭圆形,两端出现出多彩的颜色来。对这个奇异的现象,牛顿进行了深入的思考。得知光受折射后,太阳的白光散为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。因此,白光(阳光)是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光线汇合而成。自然界雨后天晴,阳光经过天空中余围的雨滴的折射、反射,形成五彩缤纷的虹霓,正是这个道理。
2.牛顿力学的影响
2.1 正面
牛顿力学的影响不难预料,它的巨大成功给人类社会在各方面带来的影响将会是不可估量。
2.1.1自然观念
首先就是对自然观念的影响。人们对于一切自然现象的解释,首先想到的便是用力学的尺度,将运动归于机械运动,运动的原因都归结于力的作用。这是典型的机械唯物主义的自然观,在当时社会背景下,可以说是比较先进的观念。并且这种研究方法能够刺激人们进行试验,用分析的方法来看待问题,使人们摆脱了亚里士多德时代的以眼为真、靠想象思考问题的束缚思维方式。
2.1.2自然科学
其次,是对自然科学的影响。因为牛顿力学的建立后,对于生活中大部分的问题都可以得到圆满的解决,并且是真正的让人信服的,用科学严谨的计算和实验来让人信服的。这导致了在很长一段时间内,很多科学家都认为牛顿力学就是整个天空,所有的物理规律都在里面。如此完美的F=ma的式子一定是独一无二的。牛顿的书籍也被奉若真理。它支配了当时整个自然科学发展的进程。他研究问题的科学方法和原理也普遍得到赞赏和采用。牛顿研究经典力学的科学方法论和认识论,如运用分析和综合相结合的方法与公理化及科学的简单性原则、寻求因果关系中相似性统一性原则、以实验为基础发现物体的普遍性原则和正确对待归纳结论的原则,对后世科学的发展也影响深远。
2.1.3社会科学
经典力学不但对自然科学产生了很大影响,在社会科学方面,特别是对哲学和人类思想发展,也产生了重大影响。
近现代科学和哲学是发轫于经典力学的,正是从牛顿建立经典力学开始,人类在思想观念上才开始真正走向科学化和现代化,而它对人类思想领域的影响也是极其广泛而深刻的。经典力学把人类对整个自然界的认识推进到一个新水平,牛顿把天上运动和地上运动统一起来,从力学上证明了自然界的统一性,这是人类认识自然历史的第一次大飞跃和理论大综合,它开辟了一个新时代,并对学科发展的进程以及后代科学家们产生了极其深刻的影响。
2.2 负面
因为牛顿力学的正确性和简洁性,再加上许多年的发展,导致人们关于经典力学的思维模式根深蒂固。以至于出现新的观点和思维方式,比如量子化,相对论等,使很多人一时间难以接受。总而言之,牛顿力学的这种思维方式在一定程度上忽视了理论思维的作用,忽视了事物之间的联系和发展,只重视实践和实验,缺乏理论的突破。在理论突破方面略有不足。比如薛定谔方程只是一个纯理论的结果,它的正确性是由实验证明的,但它本身却不是由实验得出的。如果只抱着牛顿力学的思维观念,便无法得到美妙的薛定谔方程。如果不能打破能量连续的经典力学的观念,就不会有导致科技变更的量子力学的出现。
3.总结
牛顿力学的产生是在一定社会背景下,由一定政治、经济、文化、社会因素为前提,诸多科学理论为基石,在牛顿个人坚持不懈和强烈好奇心以及求知欲下的产物。它是一个必然,也是一个偶然。必然是指牛顿力学的这套理论的产生一定有历史的必然性,随着社会的进步和发展早晚都会出现,说它是偶然,是因为牛顿能够抓住机遇,本身又具有解决问题的能力,他“碰巧”解决了这个难题,于是出现了牛顿力学的名字。
参考文献:
[1]许二斌,《14-17世纪欧洲的军事革命与社会转型》,东北师范大学,2003年4月,
[2]杨东,《浅析14-17世纪英国文艺复兴》,天津师范大学,2013年4月,8-9页。
[3]杨东,《浅析14-17世纪英国文艺复兴》,天津师范大学,2013年4月,26-29页。