XIV目錄摘要 IAbstract II第一章引言 11.1自然哲學(xué)的萌芽 11.2亞里士多德與邏輯推理 11.3亞里士多德總是錯的 2第二章伽利略及近代物理學(xué)的開始 22.1邏輯的力量 22.2實(shí)驗(yàn)科學(xué)地位的確立 22.3伽利略的科學(xué)方法 3第三章牛頓與經(jīng)典物理學(xué)的確立 43.1牛頓運(yùn)動定律的概述 43.2牛頓運(yùn)動定律間的邏輯關(guān)系及其地位 53.3牛頓的科學(xué)方法 6總結(jié) 7參考文獻(xiàn) 8致謝 9第一章引言1.1自然哲學(xué)的萌芽生活在一個變化無常的的世界之中將是不安全的，兒童們離開嬰兒的襁褓便進(jìn)入了一個嚴(yán)酷無情的世界，磚墻將他們碰得鼻青臉腫，火爐將他們燙出泡來。他們要求有一個安全的，秩序井然的世界，它應(yīng)受到固定法則的約束，因此孩子們很樂意看到世界的古怪行徑能用叫人放心的道理來進(jìn)行解釋。我們在今天得兒童身上看到的這種在秩序中尋求安全的情形可能也在原始人向文明人發(fā)展的緩慢過程中發(fā)生過。隨著文明的發(fā)展，偉大的思想家將世界（包括無生命的自然界和生物，甚至包括人類的思想）歸納為一組法則和推理。這些人也許出于某些更深刻的求知欲和對于思考的愛好——這種感情不是來源與恐懼，而是來源于追求知識為樂——這些以亞里士多德為代表的一類人可以稱作是真正的哲學(xué)家和科學(xué)家。這是早期自然哲學(xué)的開始。1.2亞里士多德與邏輯推理哲學(xué)并不是一套高雅而不切實(shí)際的論證；它是人類對于自己的思想和知識的考察。哲學(xué)專業(yè)包括對知識做出批評，為了要進(jìn)行批評論證，發(fā)展了符合邏輯法則的知識體系。亞里士多德雖然在處理從具體實(shí)例過渡到一般命題的理論方面是很巧妙的，但在實(shí)踐中常常失敗的很慘。他總是從少數(shù)現(xiàn)成的事實(shí)出發(fā)貿(mào)然得出最廣泛的的一般結(jié)論。照抄照搬亞里士多德的邏輯會限制我們的知識視野，但邏輯本身是所有真正科學(xué)的基本工具。我們必須像亞里士多德那樣從實(shí)驗(yàn)歸納推理得出簡單的法則。然后我們總假定這些法則普遍成立，從它們演繹地推論出預(yù)言和解釋來。我們的有一些推理是用代數(shù)的邏輯這種簡捷方法進(jìn)行的，有一些遵循形式邏輯，還有一些不那么嚴(yán)謹(jǐn)。可以認(rèn)為亞里士多德對實(shí)驗(yàn)科學(xué)作了很有力的推動，但作為他思維的工具，他對物理學(xué)更大的貢獻(xiàn)是發(fā)展了一個宏偉的形式邏輯體系，即從公認(rèn)的事實(shí)和假設(shè)出發(fā)引出確定無疑的結(jié)論的不可動搖的的論證方法。在處理科學(xué)時，他首先力圖從觀測中抽出一些普遍的科學(xué)原理，這個過程我們稱之為歸納。然后他從這些原理出發(fā)進(jìn)行邏輯推理以演繹出新的科學(xué)知識。他的邏輯體系本身就是一個偉大的發(fā)現(xiàn)，但他過分注意于論證從而束縛了早期的實(shí)驗(yàn)科學(xué)科學(xué)家不僅停留于假定自然是簡單的，是有法則可循的；他們還假定可以將邏輯運(yùn)用于自然界的運(yùn)動方式。使科學(xué)同迷信區(qū)別開來的一個基本特點(diǎn)是：科學(xué)越來越相信自然界是合乎道理的。在科學(xué)的前進(jìn)中，數(shù)學(xué)和簡單的邏輯作為富有成果的工具起了根本性的作用。現(xiàn)代科學(xué)家比更多時候更多地運(yùn)用它們，但它們?nèi)郧笾谧匀唤鐏磉M(jìn)行試驗(yàn)檢驗(yàn)。從某種意義上說，從某種意義上說，理想的科學(xué)家頭腦是在猜想的云端里，他的雙手則使用著數(shù)學(xué)和邏輯工具，而他的腳則站在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的土地上。1.3亞里士多德總是錯的亞里士多德是古代最偉大的思想家，他一方面總結(jié)了古希臘文化的最高成就，一方面又建立了自己的理論，對西方世界的文化產(chǎn)生了長遠(yuǎn)深刻的影響。但是在中學(xué)的物理課本上，亞里士多德給人的形象并不好，亞里士多德喜歡講話，說出來的話無一例外的總會被證明是錯誤的。亞里士多德認(rèn)為力直接產(chǎn)生速度，是物體穩(wěn)定運(yùn)動的原因；甚至在今天看來是不可想象的錯誤，比如他認(rèn)為物體下落快慢是由它的重量決定的，物體越重，下落越快。亞里士多德的在這些問題上的全面被動不在于頭腦也不全在于時代，而在于研究方法上。亞里士多德對物理的研究是采用“觀察加直覺”的方法，他的那些錯誤結(jié)論是靠觀察，并依賴直接推理，得出一系列直覺結(jié)論。所以亞里士多德的很多結(jié)論比較符合我們的感官經(jīng)驗(yàn)，以致在很長的一段時期都沒有引起人們足夠的警覺和質(zhì)疑。固然，觀察與直覺對物理研究是至關(guān)重要的，是我們認(rèn)識事物的首要手段，詳細(xì)的觀察和良好的直覺往往導(dǎo)致偉大的發(fā)現(xiàn)。然而物理學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，根據(jù)直接觀察貿(mào)然得出的直覺結(jié)論不是都可靠的，有時會將我們引入歧途。如果說伽利略比亞里士多德偉大，就在于伽利略是第一位創(chuàng)造通過實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)理論推導(dǎo)的科學(xué)研究方法的科學(xué)家。對于落體的運(yùn)動，從不經(jīng)心的觀察到仔細(xì)的試驗(yàn)之間也許經(jīng)過了漫長的歲月，隨著武器的發(fā)展，人們對于落體和拋射體的興趣逐漸增大起來，弓，箭，彈弓以及人們渴望的“兵器”要求對彈道有粗淺的認(rèn)識。可是這種認(rèn)識只是以工匠們的操作中的規(guī)矩的形式表現(xiàn)出來而沒有形成科學(xué)的理解——這是一種沒有被表達(dá)出來的經(jīng)驗(yàn)而不是經(jīng)過提煉的簡單法則。兩千多年前希臘人以真正的科學(xué)興趣對自然界進(jìn)行過思考和論述，他們給出了落體的法則和原因，但并不很可靠。這除了與生產(chǎn)力發(fā)展水平低下有關(guān)外，還跟當(dāng)時的社會結(jié)構(gòu)有關(guān)。在古希臘時代把從事實(shí)驗(yàn)操作工作看作是卑賤的事情，應(yīng)該由奴隸或仆役去完成，有身份有"知識"的人是不動的，只是滔滔不絕地演講和論證。傳說亞里士多德常在花園中，邊散步邊給弟子講課，故亞里士多德學(xué)派又稱為逍遙派。因此，古希臘物理學(xué)的致命弱點(diǎn)是沒有充分注意定量實(shí)驗(yàn)。甚至一個很簡單的實(shí)驗(yàn)也可以證實(shí)亞里士多德的落體定律是錯誤的。盡管如此，我們?nèi)钥梢哉f在亞里士多德的時代，他的很多見解是富有遠(yuǎn)見，卓有成效的。從觀察中提煉出普遍的科學(xué)原理，再從原理出來進(jìn)行邏輯推理演繹出新的科學(xué)知識。在通向自然哲學(xué)的路上，亞里士多德從來不缺乏想象，他的頭腦夠著了猜想的云端，一只手早早學(xué)會使用邏輯工具，脫離了實(shí)驗(yàn)科學(xué)的根基，終究沒能經(jīng)得起實(shí)踐的考驗(yàn)的。第二章伽利略與近代物理學(xué)有人說亞里士多德學(xué)派完全醉心于替事物命名而不探討事物本身，他們?nèi)康陌l(fā)明在于談?wù)撜軐W(xué)的方法卻沒有給我們以真正的哲學(xué)。哲學(xué)給人以想象，從自然界提煉出簡單的法則，未能忠實(shí)地描述自然。伴隨著著生產(chǎn)力的發(fā)展和人類認(rèn)知水平的不斷提高，在文藝復(fù)興的中世紀(jì)，統(tǒng)治了歐洲近兩千年的亞里士多德權(quán)威理論受到了以伽利略為代表的實(shí)驗(yàn)學(xué)派前所未有的挑戰(zhàn)與沖擊。2.1邏輯的力量伽利略是一位雄辯家。亞里士多德的信徒根據(jù)亞里士多德的話編制了一個”科學(xué)”論證的網(wǎng),于是伽利略用子之矛攻子之盾，一場辯論將比一次實(shí)驗(yàn)更能將他們擊敗。根據(jù)亞里士多德的論斷，一塊大石頭的下落速度要比一塊小石頭的下落速度大。假定大石頭的下落速度為8，小石頭的下落速度為4，當(dāng)我們把兩塊石頭捆在一起時，大石頭被小石頭拖著而減慢，結(jié)果整個系統(tǒng)的下落速度應(yīng)該小于8；但兩塊石頭捆在一起，總的重量比大石頭還要重，因此整個系統(tǒng)下落的速度要比8還大。這樣就從“重物比輕物落得快”的前提推斷出了互相矛盾的結(jié)論，這使亞里士多德的困境的理論陷入了困境。為了擺脫這種困境，伽利略認(rèn)為只有一種可能性：重物與輕物應(yīng)該下落的同樣快。在亞里士多德一手創(chuàng)建的邏輯推理理論體系的這場新舊科學(xué)的對話中，亞里士多德出于完敗的境地。2.2實(shí)驗(yàn)科學(xué)的確立更讓追隨亞里士多德權(quán)威的支持者惶恐不安的是，比薩斜塔上伽利略通過一個無比簡陋的落體實(shí)驗(yàn)像世人展示的是自然界的本質(zhì)，而不是人類的權(quán)威，科學(xué)才是最神圣的和最權(quán)威。從落體運(yùn)動這樣一個簡單的實(shí)驗(yàn)中，人們提取出“自然界中所有的自由落體都一樣的運(yùn)動”這樣一種簡單的法則或者說真相。我們把這個歸納推理的過程稱為歸納推理。根據(jù)歸納法，推斷這種情況將繼續(xù)下去，這個結(jié)論看來是穩(wěn)妥的。但是我們并不滿足這樣一個結(jié)論，既然我們知道自然界中一些普遍知識，所有的落體共同的一些性質(zhì)：落體越落越快，它們是加速運(yùn)動。伽利略沒有止步，他要進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)研究自由落體運(yùn)動的一些規(guī)律。伽利略面臨的最大困難是概念上的，因?yàn)槟菚r人們連運(yùn)動速度的明確定義都沒有。因此，對伽利略來說，必須首先建立描述運(yùn)動所需的概念，諸如平均速度，瞬時速度以及加速度等，就是伽利略一手建立起來的。伽利略再次相信，自然界的規(guī)律是簡潔明了的，猜想落體也一定是最簡單的變速運(yùn)動，它的速度應(yīng)該是均勻變化的，隨時間均勻的增加或者隨位移均勻增加。因?yàn)檫@是一個關(guān)于真實(shí)世界的問題，只有對真實(shí)世界的實(shí)驗(yàn)才能回答它。考慮到當(dāng)時純粹技術(shù)上的困難，計時工具的粗糙和瞬時速度的不可測量，再次顯示了伽利略卓越的眼光。從落體的普遍法則和運(yùn)動概念出發(fā)，然后通過邏輯論證推導(dǎo)出具體的結(jié)論或預(yù)言這樣一種演繹的方法，伽利略數(shù)學(xué)運(yùn)算出對于隨時間均勻增大的變速運(yùn)動，距離將正比于時間平方的增長，反過來，同樣可以證明如果距離正比于時間平方的變化，則加速度是就是恒定的，這就給出了一個研究實(shí)際運(yùn)動時需要檢驗(yàn)的關(guān)系。伽利略需要做的，就是巧妙的利用“沖淡”重力，延長計時時間的斜面裝置加以驗(yàn)證。此外，伽利略令人信服的推證，倘若表面理想光滑，從斜槽滾下去的黃銅球必定會沿水平放置的長板永遠(yuǎn)滾動過去，這意味著，如果沒有阻力左作用，黃銅球?qū)３謩蛩僦本€運(yùn)動狀態(tài)，他的斜面實(shí)驗(yàn)無疑是牛頓建立慣性定律的重要基礎(chǔ)。2.3伽利略的科學(xué)方法從邏輯歸納到演繹推理再到最后的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，伽利略所走的每一步無不叫人拍案叫絕，心服口服。伽利略進(jìn)一步認(rèn)為，自然的語言是數(shù)學(xué)，觀察和研究自然要通過科學(xué)的實(shí)驗(yàn)，而要表達(dá)自然的運(yùn)動規(guī)律，應(yīng)當(dāng)使用數(shù)學(xué)和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在確立許多用于描述運(yùn)動的基本概念上，伽利略無疑是最成功的一位科學(xué)家，他的最偉大之處還在于他給出了正確研究自然科學(xué)的方法，從“對現(xiàn)象的一般觀察——提出假設(shè)——運(yùn)用邏輯（包括數(shù)學(xué)）得出推論——通過實(shí)驗(yàn)對推論進(jìn)行檢驗(yàn)——對假說進(jìn)行修正和推廣”。伽利略科學(xué)思想方法的核心是把實(shí)驗(yàn)和邏輯推理和諧的結(jié)合起來，從而有力的推進(jìn)了人類科學(xué)認(rèn)識的發(fā)展。科學(xué)的統(tǒng)一在于結(jié)果的性質(zhì)，即理論與實(shí)踐的一致。如果說亞里士多德是思想的巨人，那么伽利略無疑是行動上的偉人。他的雙腳站在了實(shí)驗(yàn)事實(shí)的土地上，雙手學(xué)會熟練運(yùn)用數(shù)學(xué)定量和邏輯工具，頭腦在猜想的云端。伽利略之前的科學(xué)踟躕于泥途荒灘，因而千年徘徊。伽利略以后，新的實(shí)驗(yàn)科學(xué)獲得了地位，數(shù)學(xué)語言取代哲學(xué)思辨語言用于表達(dá)自然的規(guī)律；大師輩出，經(jīng)典如云，近代科學(xué)的大門從此打開了，脫離哲學(xué)成為一門精密的實(shí)驗(yàn)科學(xué)。第三章牛頓與經(jīng)典力學(xué)的確立古希臘學(xué)者已認(rèn)識到運(yùn)動不僅有表觀的形式，而且還有內(nèi)在的原因。比如亞里士多德經(jīng)驗(yàn)的提出運(yùn)動是由力產(chǎn)生的，雖然不十分可靠，但可以見得運(yùn)動和力的聯(lián)系是緊密的。力學(xué)是門古老的學(xué)科，古希臘的科學(xué)家們對于杠桿，簡單機(jī)械以及浮力等等物理學(xué)衷容易理解的事物已經(jīng)有了很正確的認(rèn)識，但他們對于運(yùn)動的認(rèn)識卻是朦朦朧朧，含混不清的，一直到伽利略，很多關(guān)于運(yùn)動的模糊認(rèn)識才得以澄清。伽利略對于運(yùn)動這種表觀的唯象的認(rèn)識是深刻的，獨(dú)到的，甚至已經(jīng)隱約接近運(yùn)動的本質(zhì)原因，但是并沒有正式的提出和歸納出運(yùn)動和力的聯(lián)系。正是站在亞里士多德，伽利略等一系列巨人的肩膀上，牛頓集前人之大成，對前人的研究成果進(jìn)行了大量的分析歸納和高度的總結(jié)，以F=ma為核心創(chuàng)立了公理化的經(jīng)典力學(xué)理論體系，為整個物理學(xué)的發(fā)展提供了堅實(shí)的起點(diǎn)平臺。牛頓一開始就在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》序言里提到，理性的力學(xué)是一門精確地提出問題并加以演示的科學(xué)，旨在研究某種力所產(chǎn)生的運(yùn)動以及某種運(yùn)動所需要的力。他正是從運(yùn)動現(xiàn)象去研究力，再由這些力去推演其他現(xiàn)象。牛頓在研究的過程中崇尚實(shí)驗(yàn)哲學(xué)，他固然從最簡單，合理的原理中尋找一切事物的原因，但決不把未得到現(xiàn)象證明的東西當(dāng)做原理，不捏造假說，更不將其引入哲學(xué)。主要使用兩種方法，綜合的和分析的，由某些遴選的現(xiàn)象運(yùn)用分析推斷出各種自然力以及這些力所遵循的較為簡單的規(guī)律，由此再運(yùn)用綜合來揭示其他事物的結(jié)構(gòu)。牛頓運(yùn)動三定律的提出，標(biāo)志著牛頓力學(xué)體系的形成。3.1牛頓運(yùn)動定律概述：在《原理》中，牛頓給出了他關(guān)于機(jī)械運(yùn)動的三條定律的表述；定律1任何物體都保持靜止的或沿一條直線作勻速運(yùn)動的狀態(tài)，除非作用于它的力迫使它改變這種狀態(tài)。定律2運(yùn)動的變化與所加的力成正比，并且發(fā)生在所加力的那個直線方向上。定律3每一個作用總是有一個相等的反作用與它相對抗，或者說，兩物體彼此之間的相互作用永遠(yuǎn)相等，并且各自指向?qū)Ψ健＿@就是我們所熟知的牛頓運(yùn)動三定律。在對牛頓的這些表述進(jìn)行理解時，初步地應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：定律表述中所謂的“物體”，是指具有質(zhì)量的幾何點(diǎn)——質(zhì)點(diǎn)而言，物體模型化為質(zhì)點(diǎn)，便失去體結(jié)構(gòu)，不會出現(xiàn)轉(zhuǎn)動狀態(tài)。定律中的“運(yùn)動狀態(tài)”，是以運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)的速度矢量表征的。質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動快慢及運(yùn)動的方向，只要其一發(fā)生變化，質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動狀態(tài)即發(fā)生了變化3）定律2中“運(yùn)動的變化”,實(shí)際上指的是“運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)動量的變化”，經(jīng)過適當(dāng)?shù)淖兓覀兊玫紽=ma4）第1,2定律的適用對象只是單個質(zhì)點(diǎn)，而第三定律所涉及的卻是兩個質(zhì)點(diǎn)，“相互作用”，應(yīng)理解為相互作用的兩質(zhì)點(diǎn)分別各受一個力。3.2牛頓運(yùn)動定律的邏輯關(guān)系及其地位第一定律平行的給出了慣性和力這兩個概念，慣性是物體保持靜止或勻速直線運(yùn)動狀態(tài)的內(nèi)在屬性，力是迫使物體改變這種狀態(tài)的外加因素。而保持一個穩(wěn)定的運(yùn)動持續(xù)下去并不需要任何力，力出現(xiàn)在運(yùn)動發(fā)生改變的過程中。在斜面實(shí)驗(yàn)中，伽利略注意到，當(dāng)一個球沿斜面向下滾動時，它的速度增大，而向上滾動時，速度減小。他由此猜想：當(dāng)球沿水平滾動時，它的速度應(yīng)該不增不減。但實(shí)際上水平面上運(yùn)動過程中不受力，或所受合外力為零的情況是不可能存在的，牛頓正是受此啟發(fā)，在不斷的實(shí)驗(yàn)觀察和歸納總結(jié)中，經(jīng)驗(yàn)性的提出了運(yùn)動第一定律。第一定律同時從邏輯上定義了一類特殊的參考系，運(yùn)動總是相對的，第一運(yùn)動定律成立的參考系，我們稱之為慣性系，慣性參考系的加速度a=0.使得我們可以通過實(shí)驗(yàn)和觀察去判定一個一個慣性系和非慣性系。而慣性系正是牛頓運(yùn)動定律成立的最不可或缺的一個重要條件。如果說第一定律是對力的一種描述，那么第二定律就可以看作是對力的測量的一種定義——它假定質(zhì)量是直觀上顯然的東西，則力就是質(zhì)量與加速度的乘積即,F=ma，加速度的方向跟作用力的方向一致，由大小由作用力和質(zhì)量決定。這是力的一種瞬時作用效果。更像是一座通向運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)的堅固的橋梁，我們可以根據(jù)運(yùn)動現(xiàn)象來去研究力，再由這些力去推演其他現(xiàn)象。無疑，通過運(yùn)動學(xué)中加速度的重要性，我們可以看到，牛頓運(yùn)動定律是質(zhì)點(diǎn)動力學(xué)的核心定律，我們通過力去判定加速度，再由每一時刻的加速度矢量和一定的初始條件，就可以求出質(zhì)點(diǎn)在任意時刻的速度矢量和所在的空間位置，從而質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動情況完全確定。牛頓第二定律F=ma精確的定量反映出自然世界的因果律,這個關(guān)系式表明，物體運(yùn)動狀態(tài)（以動量mv量度）的變化率是外加力F的作用效果，即ma是果，F(xiàn)是因，原因由效果來體現(xiàn)。力既然在牛頓第二定律中已經(jīng)占據(jù)了“因”的地位，所以在這個定律本身的范圍內(nèi)就無法進(jìn)一步追究它的來源了，只能承認(rèn)它是研究對象所受的，作用規(guī)律已知的外加作用。但是，要使具體作用規(guī)律成為已知，就必須追究力的來源——在慣性系內(nèi)，力是物體間的相互作用，這就是我們的牛頓運(yùn)動第三定律。在更具有普遍意義的質(zhì)點(diǎn)組力學(xué)中，由于研究對象已變成質(zhì)點(diǎn)間相互作用的整體，牛頓第三定律的重要性就更為突出。事實(shí)上，不掌握以第三定律為基礎(chǔ)的，系統(tǒng)內(nèi)部的相互作用的內(nèi)力的一般規(guī)律和各種具體規(guī)律，就談不到研究質(zhì)點(diǎn)組的運(yùn)動。牛頓運(yùn)動定律只質(zhì)點(diǎn)組動力學(xué)的基礎(chǔ)。更具有普遍意義的是，將牛頓第二三定律聯(lián)合用于一般質(zhì)點(diǎn)組，與質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動的時空結(jié)合，構(gòu)成力作用的時間累計量——沖量，和力作用的空間累積量——功，由此演繹出沖量——動量關(guān)系，功——能關(guān)系。可見，牛頓關(guān)于機(jī)械運(yùn)動的三條定律緊密聯(lián)系，相互補(bǔ)充配合，成為全部牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)。有了運(yùn)動和力的清晰概念，牛頓用統(tǒng)一的力學(xué)原因去解釋從地面物體到天體的所有運(yùn)動和現(xiàn)象，根據(jù)零星的事實(shí)，增添一點(diǎn)猜想，得到了解釋天體運(yùn)動原因的偉大萬有引力定律，物理學(xué)第一次獲得了空前的統(tǒng)一。3.3牛頓的的科學(xué)方法從牛頓的成就中我們看到，區(qū)別與亞里士多德和伽利略的是，牛頓理論中出現(xiàn)了更多精確的定律描述。大多數(shù)科學(xué)定律同胡克定律一樣，最初是從實(shí)驗(yàn)中歸納得出的，還有一些定律是從某種理論結(jié)構(gòu)中演繹出來的。確切的說，定律就是從我們所研究的一團(tuán)亂麻中抽出的簡單的而有指導(dǎo)性的線索，是我們將實(shí)驗(yàn)知識編織成科學(xué)結(jié)構(gòu)用于忠實(shí)的描述自然時的經(jīng)緯。物理科學(xué)的一項(xiàng)重要工作就是從實(shí)際中抽出定律，但是把各種定律結(jié)合起來，以求發(fā)現(xiàn)一個共同的要素，或揭示出新的預(yù)言，這無疑要求有富有想象力的思考和許多的技巧，相對于亞里士多德和伽利略，在科學(xué)方法上，牛頓以培根的實(shí)驗(yàn)歸納方法為基礎(chǔ)，又吸收了笛卡爾的數(shù)學(xué)演繹體系，站在了更高更全面的科學(xué)角度：重視實(shí)驗(yàn)，從歸納入手。這是牛頓科學(xué)方法論的基礎(chǔ)。為了使歸納成功，不僅需要可靠的資料與廣博的知識，而且要有清晰的邏輯頭腦。伽利略和笛卡爾，惠更斯等已經(jīng)用位移，速度，加速度，動量等一系列科學(xué)概念代替了古希臘人模糊不清的自然哲學(xué)概念：牛頓的功績是，把他們系統(tǒng)化的同時貢獻(xiàn)了兩個關(guān)鍵性的概念：“力”和“質(zhì)量”。他把質(zhì)量和重量區(qū)別開來，并把質(zhì)量分別與慣性和引力相聯(lián)系。牛頓綜合了天體和地面上物體的運(yùn)動規(guī)律，形成了深刻反映事物本質(zhì)的科學(xué)體系。事物之間的本質(zhì)聯(lián)系只有通過數(shù)學(xué)才能歸納為能夠測量·應(yīng)用和檢驗(yàn)的公式和定律。牛頓的數(shù)學(xué)才能幫助他解決了旁人解不開的難題。他把上述基本概念定義為嚴(yán)格的物理量，并且創(chuàng)造出新的數(shù)學(xué)工具來研究變量和時間的關(guān)系，從而建立了運(yùn)動三定律和萬有引力定律。經(jīng)典力學(xué)包含兩組定律，其一為牛頓三定律，其二為結(jié)構(gòu)性定律。牛頓三定律是核心內(nèi)容，具有普適性，由此演繹出動量，能量，角動量三組定理。力的結(jié)構(gòu)性定律涉及物體間具體的相互作用規(guī)律，其中包含牛頓萬有引力定律，摩擦力定律，庫侖定律等。兩組定律結(jié)合展開成經(jīng)典的力學(xué)體系，可以統(tǒng)一的解釋低速宏觀世界和部分宇觀世界中出現(xiàn)的種種力學(xué)現(xiàn)象。總結(jié)費(fèi)恩曼說過，“我們可以把組成這個“世界”的這些運(yùn)動事物的復(fù)雜組合，想象成天神們下的一盤巨大的