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牛顿三大定律有两个是伽利略发现?为何经典力学还被称作牛顿力学

时间:2021-05-11 11:23:03

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牛顿三大定律有两个是伽利略发现?为何经典力学还被称作牛顿力学

牛顿是一个伟大的科学家,他为物理学的发展做出了巨大的贡献,牛顿那个时候还没有诺贝尔奖,如果按照现在的诺贝尔奖的评判标准,牛顿的成就能领多少枚诺奖呢?

答案居然是8

牛顿提出的物理学定律具有巨大的开创性,尤其是三大定律和万有引力定律,事实上,三大定律中的前两条定律都是伽利略发现的,只有第三条才是牛顿发现的,那为什么还要叫做牛顿三大定律呢?

巨人伽利略

牛顿曾经说过:如果说我看得比别人更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。这句话虽然是调侃别人的话,但是牛顿的成就也来源于对之前科学巨人的继承,这个巨人就是伽利略,伽利略也被称作现代物理学之父,经典力学的鼻祖,物理学上的速度、加速度、自由落体、重力和惯性等理论都是伽利略率先提出的。

伽利略作为一个距离牛顿力学最近的科学家,他是第一个将实验和力学结合起来。通过严密的数学逻辑推理进行科学研究的科学家,他改变了古希腊亚里士多德许多错误的力学结论和通过观察总结的研究方法。但是,伽利略所处的时代依然是封闭的中世纪,强大的教会依然在打击着新的科学思想,这也是伽利略的不幸。

牛顿三大定律

牛顿第一定律也被称作惯性定律,物体在不受力的情况下,会保持静止或匀速直线运动。

牛顿第一定律是并不是牛顿发现的,是伽利略通过做实验发现的,伽利略设计了著名的斜面实验,得出了结论,物体在自然状态下会维持原有运动而非趋于停止,这个表述牛顿第一定律很接近了。

牛顿第二定律:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。也就是F合=ma。

牛顿第二定律也是伽利略发现的,伽利略在做实验的时候,发现,物体的速度的大小和方向的改变是归结于力的作用。

牛顿第三定律则是牛顿的原创,两个物体之间的作用力和反作用力,在同一直线上,大小相等,方向相反。

万有引力

事实上,英国科学家罗伯特·胡克更早察觉到了引力定律的存在,甚至猜想引力和距离成反比的关系,但是缺乏数学手段来证明,而牛顿有着深厚的数学功底, 这使得牛顿后来者居上,很快他就做出了严格的数学证明,宣布了万有引力定律的诞生。

有人产生了疑问,许多人都站在引力定律的边缘,如果给予一定的时间,万有引力被谁发现还不一定?而牛顿也不过只是比别人早一点发现万有引力?

为什么是牛顿力学

这么一说,似乎牛顿的重要性没有想象的那么大,然而事实并非如此。

牛顿的贡献不仅仅是发现,而是建立了一个力学的体系。

牛顿的伟大之处就在于将数学、物理学和天文学统一起来,在牛顿之前,许多科学家也掌握了很多的力学知识,但是,都是零星的,更无法用简洁的公式表达出来。

在地球上苹果往下落和水往低处流的力以及地球围绕太阳旋转的力,究竟是不是一种力?其他科学家也试图来回答,但他们失败了,而牛顿成功了,牛顿将这些力统一在一起,这就是万有引力。

任性的牛顿

我们知道数学是科学的基础,数学的发展水平直接影响着科学的进程。牛顿所处的时代,初等数学在力处理力学问题上显得力不从心,间接的影响了物理学的发展,但是,这并没有难倒牛顿?所谓没有工具,创造工具。牛顿就创立了微积分,这种任性,就像圣经开篇的叙述:神说要有光,便有了光。而牛顿说要数学,便有了微积分。

而微积分就像一个工具,把物理学解放出来,之后,牛顿将三大力学和万有引力定律统一起来,创建了牛顿经典力学体系。牛顿定义了经典力学的概念,把它们像欧几里得构建公理化几何学的过程那样,而牛顿则把它们归类,搭建了物理学的大厦,力、惯性、动能、质量等这些物理学的概念拥有了清晰的定义,物理学也有了一个体系。

科学的发展也推动了加深了人类对于世界的了解和认识。牛顿的科学发现将人类从神秘主义引向了规律,而这种规律是客观存在的,这种新的世界观也在鼓励和激发人类去探索和了解世界背后的规律,引导着人类的进步。

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