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“牛頓第一定律”物理學(xué)史辨——兼論宗教對近代科學(xué)起源的推動(dòng)作用

更新時(shí)間:2023-05-14 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):186次

《牛頓第一定理》物理學(xué)史Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

——兼論宗教對近代科學(xué)起源的推動(dòng)作用Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

郭貴州余海波Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

摘要:古埃及對思辨和邏輯演繹的推崇,以及有機(jī)的自然觀,都決定了亞里士多德無法得到“牛頓第一定理”問題的正確答案。 中世紀(jì)的基督教在很多方面對近代科學(xué)的起源起到了推動(dòng)作用,但宗教人士在亞里士多德哲學(xué)與基督教教義融合的爭論中所持的一些觀點(diǎn),為伽利略提供了靈感。 笛卡爾從“上帝是不變的”中推導(dǎo)出“牛頓第一定理”的主要內(nèi)容。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

關(guān)鍵詞:牛頓第一定理; 亞里士多德; 布里丹; 笛卡爾Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

我們知道,伽利略、笛卡兒和牛頓在“牛頓第一定理”的構(gòu)建中發(fā)揮了重要作用,而伽利略的研究在科學(xué)方法上對后世的價(jià)值更大。 正如人民教育版小學(xué)數(shù)學(xué)課本(選1)所描述的那樣:“……而這個(gè)冤案持續(xù)了將近兩千多年,直到三百多年前,伽利略才創(chuàng)造了一個(gè)行之有效的‘調(diào)查’方法,發(fā)現(xiàn)了正確的線索,厘清了現(xiàn)象的本質(zhì),成為數(shù)學(xué)界的“福爾摩斯”。然而,這里有一個(gè)值得深思的問題:亞里士多德的理論近2000年來真的沒有人批判過嗎?Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

牛頓常說他站在巨人的右臂上,那么伽利略也這樣做了嗎? 我們知道,現(xiàn)代科學(xué)以經(jīng)驗(yàn)證據(jù)為本質(zhì)特征。 如果伽利略通過理想實(shí)驗(yàn)“破案”,那么卡爾是如何得出他的推論的呢? 接下來,讓我們來考察數(shù)學(xué)史上的這兩個(gè)問題。 要解決這兩個(gè)問題牛頓第一定律的內(nèi)容,我們首先要搞清楚為什么亞里士多德沒有得到正確答案。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1. 為什么亞里士多德沒有得到正確答案Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

作為古埃及的偉大圣人,亞里士多德怎么會(huì)犯這種低級錯(cuò)誤呢? 事實(shí)上,亞里士多德所處的時(shí)代決定了他無法解決很多數(shù)學(xué)問題。 由于以下原因,以“科學(xué)”形式獲得正確答案:Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1) 亞里士多德生活在奴隸社會(huì)。 在當(dāng)時(shí)的奴隸主和貴族眼中,只有“仰望星空”才是最高貴的,做體力勞動(dòng)才是最卑微的。 這就決定了亞里士多德和他的大部分同時(shí)代人只能通過純思維和邏輯推演來獲取知識,而無法像現(xiàn)代科學(xué)那樣通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)研究,因?yàn)樗麄儾恍加谧隹茖W(xué)研究。 .Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(2)當(dāng)時(shí)人們思考的問題是“物體為什么要運(yùn)動(dòng)?” 而不是“物體如何移動(dòng)?” 后者是一個(gè)形而上學(xué)的問題,而前者是一個(gè)真正的科學(xué)問題。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3) 亞里士多德時(shí)代認(rèn)為解釋推理不如歸納推理有價(jià)值。 但科學(xué)的實(shí)證性決定了科學(xué)的解釋必須建立在原始?xì)w納的基礎(chǔ)上。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

牛頓第二定律也叫什么定律_牛頓第一定律的內(nèi)容_牛頓三定律內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(4)古埃及人持有有機(jī)的自然觀,認(rèn)為運(yùn)動(dòng)是“引導(dǎo)萬物尋找自然歸宿的內(nèi)在本能”。 現(xiàn)代科學(xué)是建立在機(jī)械的自然觀基礎(chǔ)之上的。 只有把自然界看成是“一臺服從一定自然法則的機(jī)器”,才有可能研究它的內(nèi)在規(guī)律。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

二、宗教對現(xiàn)代科學(xué)起源的推動(dòng)作用Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

亞里士多德之后,宗教成為影響科學(xué)發(fā)展的“雙刃劍”。 之所以說宗教是影響科學(xué)發(fā)展的“雙刃劍”,是因?yàn)樽诮淘诂F(xiàn)代科學(xué)中既有反共的一面,也有促進(jìn)科學(xué)發(fā)展的一面。 宗教對近代科學(xué)起源的推動(dòng)作用主要表現(xiàn)在以下四個(gè)方面。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(1) 促進(jìn)機(jī)械自然觀的出現(xiàn)。 從基督教神學(xué)的角度來看,“自然不再是古埃及人所認(rèn)為的血腥的、有生命的有機(jī)體,而是上帝創(chuàng)造出來供人類享受的死物質(zhì),因此認(rèn)識自然不再是認(rèn)識人性和人性的問題。眾生。自然的一致性,但外部世界的知識“。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(二)促進(jìn)了秩序觀念的樹立。 正是教會(huì)中循序漸進(jìn)的生活方式使人們產(chǎn)生了秩序觀念,具體表現(xiàn)在秩序生活觀念和自然觀念上。 規(guī)律的概念是科學(xué)研究的前提。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(3)因?yàn)橛猩系鄞嬖冢拔矬w為什么運(yùn)動(dòng)?” 已經(jīng)不是問題了,上帝在創(chuàng)造自然的同時(shí)也為它設(shè)立了一個(gè)內(nèi)在的秩序,也就是規(guī)律。 因此,人們需要做的就是通過科學(xué)研究找到這些規(guī)律。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(4)正統(tǒng)倫理提高了科學(xué)的地位。 在當(dāng)時(shí)的科研人員看來,在所有的職業(yè)中,唯有科學(xué)研究最容易形成虔誠、堅(jiān)忍、謙遜的宗教美德,因而是最能榮耀上帝的“職業(yè)”。 正是因?yàn)樗麄円晱氖驴茖W(xué)為最光榮的事業(yè),卻堅(jiān)信自然界存在規(guī)律,才使得這些偉人(其中不乏神父)從事科學(xué)研究。 許多學(xué)者對物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了思考,并提出了自己的解釋。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3. 伽利略如何在前人的基礎(chǔ)上找到正確答案Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

雖然,早在公元6世紀(jì),亞歷山大城的約翰·菲洛普納斯在評論亞里士多德的《物理學(xué)》時(shí)就覺得,與其說媒介是運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)者,不如說是運(yùn)動(dòng)的阻礙者。 由于信仰的需要,在中世紀(jì),經(jīng)院學(xué)者試圖用亞里士多德的學(xué)說來解釋基督教教義。 為此,包括托馬斯·阿奎那在內(nèi)的許多經(jīng)院學(xué)者都試圖將亞里士多德的道德理論與基督教教義進(jìn)行整合。 而且,亞里士多德的哲學(xué)與基督教的教義在許多方面存在不可調(diào)和的沖突。 例如,亞里士多德的哲學(xué)認(rèn)為宇宙是永恒的,世間萬物的存在不依賴于上帝。 如此一來,對亞里士多德正統(tǒng)的尖銳批判,既有宗教關(guān)切的動(dòng)機(jī),又有宗教關(guān)切的偏轉(zhuǎn),從而形成了與亞里士多德正統(tǒng)不同甚至完全相反的對立面。 對世界的不同解釋,而這種解釋后來被哥白尼、伽利略等科學(xué)家繼承和借鑒。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

13世紀(jì)的羅吉爾·培根和托馬斯·阿奎那,14世紀(jì)的神學(xué)家方濟(jì)各,以及后來的約翰·布里丹(-ridan)都為約翰·菲洛納斯的哲學(xué)辯護(hù)。 理論。 [5 John 提出了“沖力”的概念(),他把力設(shè)想為由最初的推進(jìn)器傳遞給物體的推進(jìn)力,并賦予力一種永恒的性質(zhì),認(rèn)為它仍會(huì)繼續(xù)下去,除非它會(huì)因外部阻力而減少或耗盡。 在沒有外力的情況下,初始力的大小將保持不變。 但他暗示牛頓第一定律的內(nèi)容,如果取消所有運(yùn)動(dòng)阻力,一旦物體開始運(yùn)動(dòng),很可能永遠(yuǎn)沿直線運(yùn)動(dòng),沒有理由改變運(yùn)動(dòng)方向或初始速度。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

這種研究和思考無疑為伽利略思考牛頓第一定理提供了靈感,但只是對問題的一種形而上學(xué)思考,缺乏實(shí)驗(yàn)依據(jù)。 伽利略最大的貢獻(xiàn)是他從“理想實(shí)驗(yàn)”的角度為理論提供了強(qiáng)有力的支持。 這真是一個(gè)偉大的轉(zhuǎn)折。 雖然這些“實(shí)驗(yàn)”在現(xiàn)實(shí)中很難完成,但都需要一定的實(shí)驗(yàn)事實(shí)作為依據(jù)。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

4、笛卡爾沒有通過“科學(xué)”的形式得到“牛頓第一定理”的推論Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

17世紀(jì),人們普遍認(rèn)為運(yùn)動(dòng)源于上帝,“牛頓第一定理”被笛卡爾通過上帝的不變性闡明。 笛卡爾說:“上帝在創(chuàng)造物質(zhì)之初賦予了物質(zhì)碎片各種運(yùn)動(dòng),現(xiàn)在他維持著所有物質(zhì),使它保持著他最初創(chuàng)造它的樣子。從這個(gè)簡單的事實(shí)可以推斷,上帝也必須在物質(zhì)中保持相同的運(yùn)動(dòng)量”。 由此可知,笛卡爾認(rèn)為運(yùn)動(dòng)是物體的一種狀態(tài)。 因?yàn)樯系凼遣蛔兊模运ㄖ干系郏﹦?chuàng)造的物體除非受到外部原因的影響,否則就會(huì)保持恒定狀態(tài)。 因此,笛卡爾的推論是:運(yùn)動(dòng)的物體應(yīng)該盡量保持運(yùn)動(dòng)。 但他從守恒和簡單性中推斷出物體應(yīng)該保持直線運(yùn)動(dòng),而不是圓周運(yùn)動(dòng)。 運(yùn)動(dòng)保持在它被保持的那一刻所保持的方式,從而保持慣性的直線性。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

通過以上分析,我們可以看出,雖然伽利略也站在了巨人的右臂上,但他初步弄清了“牛頓第一定理”的主要內(nèi)容,而笛卡爾也得到了類似的上帝推論。 而且,牛頓將他們的推論進(jìn)一步外推到天體運(yùn)動(dòng),即適用于一切物體,從而統(tǒng)一了天地規(guī)律,進(jìn)行了規(guī)范的描述,從而確立了“牛頓第一定理”。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

人教版小學(xué)數(shù)學(xué)教材在處理和描述與“牛頓第一定理”有關(guān)的數(shù)學(xué)史方面非常巧妙。 而且,作為一名合格的甚至是優(yōu)秀的高中數(shù)學(xué)班主任,對“牛頓第一定理”發(fā)現(xiàn)過程的理解不能僅限于此,而是需要更深入的理解。 這些認(rèn)識不僅需要數(shù)學(xué)史知識,更應(yīng)該建立在對西方文化有一定認(rèn)識的基礎(chǔ)上。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

參考:Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1. 人民教育出版社等主編 普通中學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教材-數(shù)學(xué)選修1. 上海:人民教育出版社,2010.68Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2.張志偉,歐陽謙主編。 西方哲學(xué)智慧。 上海; 人民大學(xué)出版社,2004.193Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3. John H. 著,蘇憲貴譯。 科學(xué)與宗教。 北京:清華大學(xué)出版社,2000.61, 76-77Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

4. P·M·哈曼著,譯。 科學(xué)革命。 遺憾:北京譯文出版社,2003.2-4Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

5. David 著,王菊等譯。 西方科學(xué)的起源。 上海; 中國對外翻譯出版公司,2001.312Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

6. Grant 著,張碧天譯。 中世紀(jì)現(xiàn)代科學(xué)的基礎(chǔ)。 南昌:山東科學(xué)技術(shù)出版社,2010.118Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

7. S. 著,彭婉華譯。 現(xiàn)代科學(xué)的建設(shè)。 北京; 清華大學(xué)出版社,2000.34Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

筆記:Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

亞里士多德將宇宙分為“天界”和“地界”,認(rèn)為天上的事物是永恒而完美的,而地上的事物是變化、生滅的。 中世紀(jì)基督教經(jīng)院哲學(xué)家托馬斯·阿奎那用這些觀點(diǎn)來解釋圣經(jīng),認(rèn)為月亮是上帝安排有原罪的人類居住的地方,是一個(gè)丑陋、不潔、腐敗的地方,而天界則是它是神圣的,是完美的。因此,長期以來,人們普遍認(rèn)為,天上的事和地上的事,不能用一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)律來解釋。Sng物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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