牛顿《自然哲学的数学原理》出版
▲《自然哲学的数学原理》
▲牛顿 图片来源:百度图片
英国著名诗人波普有一首赞美牛顿的名诗,诗中写道:
大自然和它的规律,
隐藏在黑暗之中,
上帝说,
让牛顿去吧,
一切便灿然明朗。
1686年7月5日,牛顿最重要的科学著作,也是经典力学的第一部划时代著作《自然哲学的数学原理》(以下简称《原理》),由英国天文学家哈雷出资出版。它给出了近代科学诞生以来第一个完整的科学理论体系。
《原理》是第一次科学革命的集大成之作,它在物理学、数学、天文学和哲学等领域产生了巨大影响。在写作方式上,牛顿遵循古希腊的公理化模式,从定义、定律(即公理)出发,导出命题;对具体的问题(如月球的运动),他把从理论导出的结果和观察结果相比较。全书共分五部分,首先“定义”,这一部分给出了物质的量、时间、空间、向心力等的定义。第二部分是“公理或运动的定律”,包括著名的运动三定律。接下来的内容分为三卷。前两卷的标题一样,都是“论物体的运动”。第一卷研究在无阻力的自由空间中物体的运动,许多命题涉及已知力给定受力物体的运动状态(轨道、速度、运动时间等)以及由物体的运动状态确定所受的力。第二卷研究在阻力给定的情况下物体的运动、流体力学以及波动理论。压卷之作的第三卷标题是“论宇宙的系统”。由第一卷的结果及天文观测牛顿导出了万有引力定律,并由此研究地球的形状,解释海洋的潮汐,探究月球的运动,确定彗星的轨道。本卷中的“研究哲学的规则”及“总释”对哲学和神学影响很大。
《原理》出版后,震动了整个英国和欧洲学界,哈雷彗星的如期出现,岁差现象的合理解释,G值的测定准确等等,都无可辩驳地验证了万有引力定律的正确性。
《原理》中讨论的问题及其处理方法,至今仍是大学数理专业中讲授的内容。从科学史上看,《原理》是经典力学的第一部经典著作,也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系,其影响所及,遍布经典自然科学的所有领域,并在其后300年里一再取得丰硕成果。就人类文明史而言,它成就了英国工业革命,在法国诱发了启蒙运动和大革命,在社会生产力和基本社会制度两方面都有直接而丰富的成果。迄今为止,还没有第二个重要的科学和学术理论,取得过如此之大的成就。
《原理》的出版立即使牛顿声名大振,惠更斯读完该书之后专程去英国会见作者。《原理》开辟了一个全新的宇宙体系,是那样的明澈和有条理,使守旧分子毫无抵挡的勇气和能力;说它开创了理性时代也不过分。正是从这里,人类思想获得了可以用理性解决面临的所有问题的自信。(沙森整理)