第一次伟大的综合—纪念牛顿的《自然哲学之数学原理》发表三百周年黄守学陶蕙英河北省廊坊师范专科学校物理系,从远古到十七世纪中叶,人类对自然奥秘出于年由商务印书馆出版全书共,的探索是在黑暗中摸索着缓慢前进的页至今已经半个世纪,“在这漫长的时间里,在力学范围内主要是确实可以这样说整个科学史上没有一部记录了一些现象,积累和总结了一些观测结果著作在创新或思维力量方面可以和《原理》相,和实验定律主要有阿基米德关于重心、浮力媲美在取得的伟大成就方面也是如此没和简单机械的研究斯台文关于有一部著作使自然科学的结构发生如此重大变·斜面上力的平衡及力的平行四边形法则伽利化⋯⋯这种情况只有在这样的场合下才能发、略关于摆的等时性、落体与抛体的运动规律第生实验和观察机械主义的哲学和先进的数、谷·布拉赫和开普勒对天体运学方法被揉合成一个自身完整的能够用任何”切动的观测和规律的研究帕斯卡关于流体静力可能的实验加以证实的思想体系学的研究惠更斯关于振子运动和碰撞现象的、一第一次找到自然定律研究等然而这些实验定律是离散的、孤立的,的数学形式体系互相没有逻辑联系因此在这一阶段还没有形,成现代意义下的理论在牛顿以前关于运动的研究虽然有伽利,尤其严重的是从古希腊一直流传下来的略的惯性定律和落体定律等成果但这种规律,“天上”与“地上”的绝对性,即使在哥白尼用的特点是描述性的它不能回答具有这种规律,,太阳取代地球作为宇宙中心之后也没有根本改的原因即没有揭示出运动中的因果关系不变关于“天上”的运动虽然有了开普勒总结出能回答落体运动与其他各种运动之间的内在联,,来的行星运动的经验定律,但没有进行恰当的系它不是运动的普遍定律只是运动的一个特解释它们是三条逻辑上独立的规则,没有内例牛顿的目标是要回答这样的问题有没有,,在的联系对于“地上”的运动虽然有了伽利略这样一条简单的规则对各种物体的运动来说的观察和实验,然而它仅是描述性的,与因果关由它某一瞬间的运动状态可完备地计算出它的,,,全部运动过程即对任个物体的运动知其系还相差甚远另外如潮汐现象岁差现象卫一,,现在就可知其过去和在牛顿以前还没星的运动磁石的吸引等都是人类的不解之谜将来“物理学上的一切困难,看来是在于这有任何的实际结果支持那种认为物理因果关系,”只里这是年月日牛顿在他的《自然有完整链条的信念认为这种未来先知是幻只哲学之数学原理》以下简称《原理》一书的序想牛顿意识到有微分定律的形式才能完全满足因果性的要求,这是顿最伟大的理智成言中宣布的他找到了打开自然之门的金钥牛就之要回答牛顿的上拼问题,必须描匙次年年这一划时代的巨著问世了一精确,,写运动状态在无限短的时间如变化由于牛顿在世时共出三版年第二版年内何历史上不存在计算与物理概念有联系的变量数第三版中文本由郑太朴先生根据第三版译物理©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net学,牛顿为了他的需要,不得不发明一种新的数上没有定量的成果牛顿断言“作用恒与其学工具流量和流数的理论即微积分反作用相等,或二物体之相互作用恒等,方向则牛—顿在《原理》第一篇第一章“论首末比之恰相反”马赫在他著名的《力学及其发展的历方法”中,用与求极限步骤有关的逻辑概念,定史批判概论以下简称《力学史》中,评价牛顿义了一些构造运动定律的微分量,如即时速度的功绩时写道“在牛顿关于力学原理的功绩的概念牛顿写道“所谓最后速度,⋯⋯是刚中,最重要的是作用与反作用,或者压与反压刚在到达该处时的速度,”是“将成为零的量之相等的原理关于几个物体运动的相互作用问最后比,”此即后人称为导数或微商的概念在题,不能从伽利略的所有原理中得到解决,必须这一章的最后,牛顿宣布“以下我们将量看作由新的原理来决定相互作用”’由极微的部分所成,或不用直线而用无限小的牛顿进而作为定律的推广得到六个系系曲线,则我们的意思,在指将成为零的小部分而和系论述力的合成法则系和系是论非为不可分的部分,在用和数及比率之极限而述动量守恒定律系是论述伽利略相对性原非确定的部分之和数及比率,”“所以我以后为理系论述在相同加速力作用下不影响物体便利叙述计而用极小的,将成为零的或最后的间的相对运动有了上述定律与系以后,牛顿量,则所指并非为其量已定的量,而为必须无限用第一篇十四章和第二篇九章的篇幅研究了各减小之的量”种具体的运动如圆锥曲线上物体的运动,物牛顿为了描述自然规律而发明一种数学,体的直线的上升及下降,动的轨道内物体的运从而形成一门科学的数学结构这在