“天上力”与“地上力”的统一

<正>翻开厚重的科学史册,1687年7月5日这一天的记录堪称是浓墨重彩。就在这一天,牛顿的《自然哲学的数学原理》问世,标志着物理学革命的新纪元已经到来。通过总结前人的研究成果以及自己的发现,牛顿提出了万有引力假说,首次创立了一个地面力学和天体力学统一的严密体系,完成了"天上力"与"地上力"的统一,实现了物理学史上的第一次大综合。     

大师的启示

 今年是著名的英国数学家、理论物理学家麦克斯韦(James Clerk Maxwell,1831—1879)诞辰180周年,他在物理学史上的地位与牛顿、爱因斯坦齐名。麦克斯韦把电、磁、光等现象用简洁的麦克斯韦方程统一了起来,在近代科学史上,这是继牛顿统一物体相互作用和运动规律以后实现的第二次物理学大综合。他在1873年出版的《论电和磁》,也被认为是继牛顿《自然哲学的数学原理》之后的又一部最重要的物理学经典。没有电磁学就没有现代电工学、电子学,就不可能有电气化、雷达和无线通信,也就不可能有现代文明。1931年,在纪念麦克斯韦诞生100周年时,爱因斯坦把麦克斯韦的电磁场理论贡献评价为“自牛顿时代以来物理学所经历的最深刻最有成效的变化。”     

物理学中因果性概念的演变

本文考察了物理学中因果性概念的演变过程，阐述了亚里士多德自然哲学、牛顿力学、相对论和量子力学中的因果性概念．     

论视觉化经验对牛顿的影响——以牛顿建立万有引力定律为例

艾萨克·牛顿于1687年出版的《自然哲学的数学原理》,囊括了那个时代力学和天文学方面的主要成就,统一地说明了横跨40个数量级的质量的运动,他所建立的力学理论至今仍然可以说是物理学理论中最基本、有效和优美的部分。特别是万有引力定律的建立,实现了地面上物体运动规律与天体运动规律的统一,对自然科学理论的发展产生了极大的影响和作用。同时,作为最伟大的物理学家、数学家和哲学家,牛顿的哲学思想和科学思维方法对后人同样产生着举足轻重的影响,文章从视觉化经验的角度对牛顿的思维特征进行了分析和探讨。     

物理模型质点的相对论时空分析

质点的意义在牛顿力学和相对论力学中是有差别的。现在看来 ,牛顿力学中质点的意义已远远超过了其最初定义的内涵。相对论力学在揭示时空的本质方面比牛顿力学前进了一大步 ;从牛顿力学到相对论 ,物理学获得了巨大的进步。     

物理模型质点的相对论时空分析

质点的意义在牛顿力学和相对论力学中是有差别的。现在看来，牛顿力学中质点的意义已远远超过了其最补定义的内涵，相对论力学在揭示时空的本质方面比牛顿力学前进了一大步；从牛顿力学到相对论，物理学获得了巨在的进步。     

牛顿力学与现代物理

牛顿力学的建立和发展与整个物理学的发展不论是过去还是现在，都有着密切的关系，反映了继承与发展，批判与超越的人类认识的发展。牛顿力学仍是现代物理学和工程技术的基础；科学思想方法的发现，改变和影响人的思维方式；物理理论的不断丰富，要求物理学的教与学现代化。     

牛顿力学与现代物理

牛顿力学的建立和发展与整个物理学的发展不论是过去还是现在，都有着密切的关系，反映了继承与发展，批判与超越的人类认识的发展。牛顿力学仍是现代物理学和工程技术的基础，科学思想方法的发现，改变和影响人的思维方式；物理理论的不断丰富，要求物理学的教与学现代化。     

论牛顿的引力近距作用场思想

以《自然哲学之数学原理》为基础,研究了牛顿的万有引力观及其在“引力近距作用场”发现过程中的作用.认为在《自然哲学之数学原理》中,“运动力”就是施力物体施加于受力物体上的万有引力;“加速力”与今天物理学上所说的“引力场强”十分相似;“绝对力”是分布于中心物体中的“加速力”,相当于今天物理学中的“引力场强”.因此,牛顿关于万有引力的论述中蕴含着物理学早期近距作用场的思想萌芽.     

浅析牛顿的科学美学思想

以《自然哲学的数学原理》为代表的牛顿力学理论是具有划时代意义的伟大成果,它把牛顿力学理论基础的统一性、逻辑结构的简单性和数学美思想结合为一个整体,勾勒出一个和谐的世界图景,满足我们美感上的享受。毫无疑问,它至今仍是人类科学大厦中璀璨耀眼的艺术盛宴。     

严谨一例

1955年,一位物理学史学家到剑桥大学意欲结识英国著名的物理学家狄拉克。经人指引,他在一个学院的饭厅里见到了狄拉克,后者正在用餐。     

英国：以细则确保国家战略实施

英国有着雄厚的科学基础,科学是英国人值得自豪的事。牛顿、达尔文、法拉第、卡文迪什、麦克斯韦、汤姆逊,牛津大学、剑桥大学、伦敦经济学院、帝国理工学院,DNA双螺旋结构和克隆羊多莉, 这些都是我们津津乐道的,尤其令英国人自豪的是,英国以世界1％的人口,资助了全球4．5％的科学研究,产出了8％的高质量科学论文,     

科学传统与科学探索

科学传统对科学的基础研究有十分重要的导同与规范作用。牛顿依附于１７世纪的科学传统，因而在万有引力定律的发现中独领风骚，然而在他的探索过程中，最关键的进展恰恰发生在他突破了这种产学传统的束缚之时，牛顿对科学传统的天才把握，对今天的物理学基础研究仍有启发作用。     

拉格朗日对分析力学的贡献

1788年拉格朗日(Joseph Louis Lagrange,1730—1813)的《分析力学》(Mecanigue Analytigue)发表了,这是继牛顿《自然哲学的数学原理》之后又一本具有划时代历史意义的巨著。在这本书中,拉格朗日山虚功原理和达朗贝尔原理出发,引进了一个后来以他的名     

下了49年的一盘棋

世界历史上时间最长的一次国际象棋比赛持续了49年。这盘棋的两名对手是英国的劳伦斯·格兰特和马乔欧·麦克莱恩。比赛于1927年在剑桥大学开始,走完三步棋后,由于大学毕业,双方决定用通信的方式完成这盘未下完的棋,每年走一步。 1976年,住在澳大利亚的麦克莱恩走完了他的第52步棋后,青年时代的朋友格兰特同意平局。     

卡文迪许和他的实验室

卡文迪许实验室是为了振兴英国19世纪后半叶的物理学而兴建的第一个国家实验室。这个实验室是1871年由英国剑桥大学校长威廉·卡文迪许倡仪兴建的,是近代物理学的第一个重要的研究中心。麦克斯韦、瑞利、汤姆逊,卢瑟福等约20位诺贝尔物理学奖获得者,都曾在位于剑桥大学的这所著名实验室学习和工作过。牛顿的万有引力定律是在研究天体的运动,将地球、太阳和月亮都视为质点的条件下得到的,要考察万有引力是否符合于所有物体间的     

《原理》对物理学发展的影响

牛顿的《自然哲学的数学原理》发表于1687年,到现在整整300年了。该书是物理学史上一部划时代的巨著,以致于简称《原理》人们都知道指的是这部书。爱因斯坦和英费尔德说过,物理学的发展“不是象毁掉一个旧的仓库,在那里建起一个摩天大楼。它倒是象在爬山一样,愈是往上爬愈能得到新的更宽广的视野,并且愈能显示出我们的出发点与其周围广     

自洽的大统一理论必须要求多维时空

正上下四方曰宇,往古来今日宙。宇即为空间,宙即为时间。时空为人们认识世界的根本所在。然而,时空的本质是什么?从每天的日常生活中人们能感知空间有3个方向:前后,左右和上下。物理学被认为是刻画物质在时空背景下各种运动规律的一门科学。很多物理规律和空间维度的数目息息相关。比如,1687年牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中正式发表了他的引力理论:"宇宙中每个质点都以一种力吸引着其     

好理解的牛顿力学（上篇）

17世纪后半叶，从英国科学家艾萨克&#183;牛顿手中诞生的“牛顿力学”被科学史家视为近代科学的发端。牛顿力学是阐明“受力物体如何运动”的一门科学。空中飞行的棒球。天上掉下的雨滴自不用说，连我们自己身体的运动——总之，我们日常见到的一切物体的运动，差不多全都在牛顿力学的“掌控之中”。     

17世纪下半叶英国科学研究方法的转变

第一次科学革命始自哥白尼,终于牛顿,并最终导致了近代科学的诞生.正因如此,17世纪的英国一直受到各国科学史研究者的关注.复兴于15世纪的新柏拉图主义,尽管于17世纪前期已经在欧洲大陆产生了重要影响,却对英国自然哲学研究者们影响甚小,他们依然按照培根式的经验主义哲学指导自己的研究工作.通过对成立于17世纪中叶的伦敦皇家学会进行考察,发现当时的英国自然哲学研究者群体经历了一个研究方法转变的过程:培根所倡导的实验哲学由于其自身存在缺陷无法满足实际的研究需要,于17纪70至80年代受到了数学主义研究传统的冲击,正是在这个时期,英国自然哲学家们的研究方法发生了转变,引力问题的研究是使得这种转变最终完成的契机.