理论教育 伽利略与牛顿:力学革命的奠基者

伽利略与牛顿:力学革命的奠基者

时间:2023-06-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:伽利略通过实验否证了亚里士多德的理论,他发现重物体从塔上落下时,比轻物体稍早着地,他认为这种微小的差别是由于空气阻力以及重物体和轻物体克服阻力的能力造成的。伽利略对力学的划时代贡献主要在于创立了动力学,也就是运动物体的科学。近代力学革命最终由英国科学家牛顿所完成。牛顿的主要工作之一是用万有引力的概念将天文学革命与力学革命结合起来。牛顿于1687年出版了他的划时代巨著《自然哲学之数学原理》。

伽利略与牛顿:力学革命的奠基者

古希腊时代和中世纪,指导人们认知自然界物体运动现象的一直是亚里士多德的物理学理论。第一个向这种传统发起有效冲击的是伽利略的运动理论。伽利略通过实验否证了亚里士多德的理论,他发现重物体从塔上落下时,比轻物体稍早着地,他认为这种微小的差别是由于空气阻力以及重物体和轻物体克服阻力的能力造成的。他推断,在理想的情况下,如真空中,它们将同时落地。如果说开普勒揭示了天上行星运动的力学规律,那么伽利略则揭示了地上物体运动的力学规律。伽利略于16世纪90年代早期撰写了《论运动》一书,从1624年起开始撰写《关于托勒密哥白尼两大世界体系的对话》,总结他一系列新的科学发现,并于1632年出版;1638年又出版了《两种新科学的对话》。此外,法国科学家笛卡尔在机械论哲学和惯性原理,荷兰物理学家惠更斯在单摆运动和物体碰撞的研究方面都做出了自己的贡献。

伽利略对力学的划时代贡献主要在于创立了动力学,也就是运动物体的科学。阿基米德、列奥那多·达·芬奇等人也做出了贡献。伽利略对于自由落体定律、摆和抛射体的运动的研究,树立了科学地把定量实验与数学论证相结合的典范。它至今仍是从事精密科学研究的有效方法(沃尔夫,1985)47。(www.daowen.com)

近代力学革命最终由英国科学家牛顿所完成。牛顿的主要工作之一是用万有引力的概念将天文学革命与力学革命结合起来。牛顿于1687年出版了他的划时代巨著《自然哲学数学原理》。除了上述研究成果之外,他还发展了动力学的基本概念(质量、动量、力),整理了力学的原理(牛顿运动三定律),发展了曲线运动的定律、摆的分析、受压迫的表面运动的本质,论述了怎样去处理在不断变化的力场中粒子的运动。牛顿指出了分析波运动的方法,他探讨了在各种对抗媒质中物体的运动方式,论述了彗星的轨迹和运动以及大海中潮汐的生成原因。经过许多人的共同努力,经典力学的大厦最终在牛顿手中竣工(沃尔夫,1985)48

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