牛顿数学哲学原理
艾萨克·牛顿的著作《自然哲学的数学原理》是科学史上的一部里程碑式作品,它标志着经典力学体系的正式建立。以下是对该书内容的简要概述:
《自然哲学的数学原理》内容概述
# 定义与公理
牛顿在书中首先定义了物质的质量、时间、空间、向心力等基本概念。
提出了运动的三大定律,即惯性定律、力的作用定律(第二定律)、作用与反作用定律(第三定律)。
# 物体运动
第一卷“论物体的运动” :研究无阻力的自由空间中物体的运动,涉及轨道、速度、运动时间等,以及受力物体的运动状态。
第二卷“论物体的运动” :探讨在阻力给定的情况下物体的运动、流体力学以及波动理论。
# 宇宙系统
第三卷“论宇宙的系统” :基于第一卷的结果及天文观测,牛顿导出万有引力定律,并研究地球形状、解释潮汐、月球运动、彗星轨道等。
# 科学方法
牛顿运用数学工具分析引力、潮汐、彗星、声和光、流体阻力,乃至整个宇宙。
书中体现了牛顿用数学探讨自然现象的初衷,并首次正式公布了微积分方法。
牛顿的三大定律和万有引力定律
第一定律(惯性定律) :物体保持匀速直线运动或静止状态,除非外力作用改变其状态。
第二定律 :力的大小与物体加速度成正比,方向与加速度方向相同。
第三定律 :作用力和反作用力大小相等、方向相反。
万有引力定律 :任何两个物体间存在引力,大小与两物体质量乘积成正比,与距离平方成反比。
影响
《自然哲学的数学原理》在物理学、数学、天文学和哲学等地方产生了深远影响。
牛顿的原理引发了欧洲大陆哲学家对物体运动和引力缺乏形而上学解释的争议。
18世纪之后,大陆的自然哲学家逐渐接受了牛顿的观点,并放弃了作出本体论的形而上学解释。
出版
《自然哲学的数学原理》于1687年7月5日首次出版。
牛顿在这本书中用一组普适性的基础数学原理来描述宇宙间所有物体的运动。
《自然哲学的数学原理》不仅总结了当时的科学成就,而且为后来的科学研究奠定了基础,是科学革命的重要成果之一
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