44.牛顿力学体系的确立

    时间：1687年

    人物：牛顿

    影响：牛顿力学体系的建立，不仅为现代物理学和天文学奠定了基础，还实现了物理学史上天体力学和地面的物体力学的第一次大综合，开辟了一个全新的宇宙体系。

    研究物质机械运动规律的力学是物理学中最重要、发展较早的一支。早在古希腊时期，哲学家亚里士多德就曾提出关于“力和运动”关系的观点，其中不乏偏颇和错误，但是就是这些观点影响了欧洲几千年。文艺复兴之后，自然科学开始飞速地发展，随着测量技术的不断提高，人们开始通过试验的形式对力学现象进行准确而深入的研究，在布鲁诺、伽利略、开普勒等众多科学家的不懈努力下，力学向前迈出了一大步，终于摆脱了之前的传统束缚。

    到了17世纪后半叶，力学在之前的基础上有了更大的突破——系统的经典力学体系得以建立，而为科学做出如此大成就的科学家就是被后人誉为“科学史上最有影响力的人”——牛顿。

    艾萨克?牛顿，1642年圣诞节出生于英格兰林肯郡埃尔斯托普。牛顿很聪明，双手灵巧，从童年时代就表现出在机械方面的天赋。19岁时，牛顿以近乎完美的成绩中学毕业，同年6月进入剑桥大学三一学院学习。当时占统治地位的是亚里士多德的学说，而牛顿却独自钟情于伽利略、哥白尼、开普勒等天文学家的先进思想。1665年，24岁的牛顿从三一学院毕业回到家乡，就在这一年，他发现了广义二项式定理，并以此发展成一套新的数学理论，即后来广为人知的微积分学。之后，他又在光学领域取得了巨大的成就，并于1668年发明了第一架反射式望远镜，现在这种望远镜被广泛应用于天文观测。1704年，牛顿又发表巨著《光学》。

    他最突出的贡献是在力学领域。1679年，牛顿开始把主要精力放在研究力学上。1684年，牛顿发表《论运动》。在这部书稿中，牛顿把之前发现的“向心力与半径的平方成反比”的结论给出了数学证明，不久又在《论物体在均匀介质中的运动》一文中探讨了力与质量的关系，但是这一切远远不能解决万有引力的问题。

    在著名的苹果落地的故事中，牛顿发现行星运动的那个力与地面物体的重力是同一种类型的力，但是却没有办法计算出在这种力的作用下物体是如何运动的。此后，牛顿经过了二十余年的不懈努力，终于在1685年利用微积分证明了此前的观点，同时还得出了星球在运动过程中受太阳引力的影响沿椭圆形轨迹运转的结论，此外他还公布说“宇宙中所有的球体如果全部质量都集中在球体的中心的话，那么它的引力保持恒定，即球体的引力等于球心质点的引力”。至此，万有引力定律被确定了下来。

    而1687年，牛顿发表的《自然哲学的数学原理》则标志着经典力学的最终建立，奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础，与《光学》一起被称为科学史上的两座丰碑。

    在《数学原理》中，牛顿在伽利略等前人的基础上，通过无数次的研究和计算，总结出力学三定律：第一定律描述物体不受外力时的运动状态；第二定律描述了受到外力时物体如何运动；作为补充，牛顿的第三定律说明每一个作用力都存在一个与其大小相等、方向相反的反作用力；再加上他最为著名的万有引力定律，足以使他成为力学界的泰斗。

    牛顿力学体系的建立，不仅为现代物理学和天文学奠定了基础，还实现了物理学史上天体力学和地面的物体力学的第一次大综合，开辟了一个全新的宇宙体系。值得一提的是，在他的身上，人们学会了用理性来解决问题。

    【伽利略】

    伽利略于1564出生于意大利，当时正值文艺复兴时期，受先进思潮的影响，他对很多传统的学说都产生了质疑。之后他自制望远镜，通过观察打破了统治欧洲近两千年的亚里士多德的错误观念。他在天文学上的另一个重大贡献是证明了哥白尼日心说的正确性。此外，他在力学、哲学、物理学、数学上都取得了巨大成就，不仅开创了研究科学的新方法，同时也是近代实验物理学的开拓者，被誉为“近代科学之父”。</p>

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