无力对人类文明的作用

1、物理对人类文明所起的作用2010级机械姜松林210402关键词：牛顿，经典力学摘要：牛顿经典力学认为质量和能量各自独立存在，且各 自守恒，它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿 力学较多采用直观的几何方法，在解决简单的力学问题时， 比分析力学方便简单。经典力学的慕本定律是牛顿运动定律 或与牛顿定律有关且等价的其他力学原理，它是20世纪以前 的力学，有两个基本假定：其一是假定时间和空间是绝对的， 长度和时间间隔的测量与观测者的运动无关，物质间相互作 用的传递是瞬时到达的；其二是一切可观测的物理量在原则 上可以无限精确地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发 展，经典力学的局限性暴露出来。如

2、第一个假定，实际上只 适用于与光速相比低速运动的情况。在高速运动情况下，时 间和长度不能再认为与观测者的运动无关。第二个假定只适 用于宏观物体。正文；牛顿经典力学牛顿经典力学认为质量和能量各自独立存在，且各自守恒, 它只适用于物体运动速度远小于光速的范围。牛顿力学较多 采用直观的几何方法，在解决简单的力学问题时，比分析力 学方便简单。经典力学的基本定律是牛顿运动定律或与牛顿定律有关 且等价的其他力学原理，它是20世纪以前的力学，有两个基 本假定：其一是假定时间和空间是绝对的，长度和时间间隔 的测量与观测者的运动无关，物质间相互作用的传递是瞬时 到达的；其二是一切可观测的物理量在原则上可以无限精

3、确 地加以测定。20世纪以来，由于物理学的发展，经典力学的 局限性暴露出来。如第一个假定，实际上只适用于与光速相 比低速运动的情况。在高速运动情况下，时间和长度不能再 认为与观测者的运动无关。第二个假定只适用于宏观物体。 在微观系统中，所有物理量在原则上不可能同时被精确测定。 因此经典力学的定律一般只是宏观物体低速运动时的近似定 律。经典力学体系的创立：英国诗人波普写过首赞美牛顿的诗：自然和自然的规律，隐藏在黑夜里。上帝说：“生一个牛顿吧！”于是，一切都光明了。17世纪后期，经过伽利略、开普勒等一批科学巨匠们一个多 世纪的努力，经典力学的基础工作已基本完成。但各种力学的知 识和理论杂乱无章。牛

4、顿用优美得无与伦比的数学语言。描述并 统一了地面、天空的力学理论，创立了经典力学体系。而从哥白 尼开始的近代科学革命，也以牛顿力学的建立为标志，宣告结束。万有引力定律是牛顿的最高成就。万有引力定律被人们接受，首功应归于哈雷。哈雷应用牛顿 的万有引力定律，算出了慧星的轨道和周期，周期为76年，并 预言那慧星将在1758年再次出现。慧星如期而至，轰动了欧洲， 学术界在事实面前接受了牛顿的万有引力定律。后人把这颗慧星 命名为哈雷慧星。后人又根据牛顿万有引力定律的计算发现了海王星和冥王星。牛顿的主耍研究成果集中在其不朽名著【自然哲学的数学原理】 一书中。【自然哲学的数学原理】以牛顿三大运动定律和万有引

5、力定律为 基础，建立了完美的力学体系。在此后二百多年中，再也没有人补充任何本质上的东西。直到 20世纪量子力学和相对论问世。虽然爱因斯坦推翻了经典力学的大部分理论，但爱因斯坦对 【自然哲学的数学原理】一书却评价极高，他说：“在牛顿的著 作面前，我觉得自己非常渺小。”的确，没有任何东西像牛顿对行星轨道的计算那样如此有力地 树起人们对年轻的物理学的尊敬。牛顿终身未娶。也不作任何娱乐和消遣。1689年牛顿代表剑桥大学当选为国会议员。但他在国会从不发 言，有一次他站了起来，议会大厅里顿时静了下来，人们等待着 这位伟人发言，可他只说了一句“应把窗户关上”就又坐了下来。1727年84岁的牛顿在伦敦去世。牛

6、顿以自己杰出的贡献，获得了国葬的礼遇。他被安葬在威斯敏 斯特教堂，那是安葬英国英雄们的地方。为他抬棺材的是两位公 爵、三位伯爵以及大法官。牛顿力学的的建立开辟了科学发展的新时代牛顿经典力学体系的建立开辟了科学发展的个新天地、新吋 代。经典力学的广泛传播和运用对人们的生活和思想产生了重大 影响，在一定程度上推动了人类社会的发展进步。但经典力学存 在的固有缺点和局限性也在一定程度上阻碍了人类社会的进步, 产生了消极作用。本文将以经典力学的建立背景为起点，进一步 用辩证的方法分析经典力学在人类历史与现实中发挥的作用与 产生的不良影响。17世纪的欧洲，经过许多科学家的努力,在天文学和力学方面积累了丰富

7、资料的基础上，英国科学家牛顿 实现了天上力学和地上力学的综合，形成了统一的力学体系 经典力学。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及其深刻的影响。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 然科学的诞并成为其他各门自然科学的典范。经典力学建立的历史条件和客观原因牛顿经典力学体系的建立得益于已有的科学成就。哥白尼、伽 利略、开普勒、笛卡尔等人在天文学、力学、光学、数学等方面 的贡献，为经典力学奠定了坚实的基础，特别是伽利略与开普勒 对牛顿经典力学体系的建立更是有着极其重要

8、的影响。 伽利 略通过对自由落体的研究，已经发现了惯性运动和在重力作用下 的匀加速运动，奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想。伽 利略关于抛物体运动定律的发现，对牛顿万有引力的学说也有深 刻的启示作用。开普勒所发现的行星运动定律则是牛顿万有引力 学说产心的最重要前提。牛顿非常善于广泛汲取前人的科学成果 并综合运用多方面的知识进行跨学科的研究，通过吸收前人的科 学研究成果，牛顿为经典力学体系的建立充实了知识准备。 虽 然经典力学建立在丰富的科学经验z上，但经典力学的建立和牛 顿的个人原因有不可分割的关系。牛顿从青少年时代就对科学抱 有浓厚的兴趣、极强的求知欲和探索欲望，学习非常勤奋。但他 从不

9、死读书，喜欢通过实验来取得真知，并亲自动手设计和制作 了许多机械装置和用品，这使他打下了广博而扎实的知识基础, 同时也具有创新意识和动手能力。虽然牛顿是天才，智力水平很 高，但他的天才还来源于他的勤奋。他在研究中十分投入，而且 常常夜以继日地学习、工作。这些都培养和锻炼了牛顿的科学精 神，为日后的研究打下了坚实的基础。 牛顿经典力学的建立， 还与他所处的时代和社会有关。欧洲经过16世纪百余年的宗教 和政治改革的大变动之后，至,7世纪下半叶进入了一个政治上 转为安宁，经济上趋于繁荣的时期。生产实践为力学研究提出了 许多问题，这就给科学的发展以推动力。经过16世纪的宗教改 革运动和17世纪中后期的

10、资产阶级革命运动，英国科学家拥有 了当时世界上最为宽松自由的学术环境。学术环境的改变，使得 对力学的研究摆脱了不必要的束缚，催生了经典力学体系。个 人因素，前人经验，宽松的学术环境和生产实践的发展，构成了 经典力学体系建立的条件和基础。经典力学影响着人类社会不难预料，经典力学的巨大成功将对人类社会在各方面将会产 生不可估量的影响。 （一）对自然观念的影响 牛顿经典力 学的成就之大使得它得以广泛传播，深深地改变了人们的自然观。 人们往往用力学的尺度去衡量一切，用力学的原理去解释一切自 然现象，将一切运动都归结为机械运动，一切运动的原因都归结 为力，自然界是一架按照力学规律运动着的机器。这种机械唯

11、物 主义自然观在当时是有进步作用的。由于它把自然界屮起作用的 原因都归结为自然界本身规律的作用，有利于促使科学家去探索自然界的规律。它能刺激人们运用分析和解剖的方式，从观察和 实验中取得更多的经验材料，这对科学的发展来说也是必要的。 但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，因而又有着严重的缺陷。（二）对口然科学的影响牛顿经典力学的内容和研究方法对自然科学， 特别是物理学起了重大的推动作用，但也存在着消极影响。牛 顿建立的经典力学体系以及他的力学研究纲领所获得的成功，在 当时使科学家们以为牛顿经典力学就是整个物理学，甚至是全部 口然科学的可靠的最终的基础。在

12、相当长的历史时期内，牛顿经 典力学名著自然哲学的数学原理一书成为了科学家们共同遵 循的规范，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o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 方法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止确对待归纳结论的原 则，对后世科学的发展也影响深远。对社会科学的影响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。 在经典 力学的直接影响下，英国的霍布斯和洛克建立和发展了机械唯物 主义哲学，并由于其强大的影响力，使得唯物论从宗教神学那甲 争得了发言权，并在随后形成了人类历史上唯物主义和唯心主义 斗争最为激烈的一段时期。经过康徳和黑格尔对辩证法和机械唯 物主义的研究和发展，以及马克思和恩格斯对哲学已有研究成果 的吸收，