牛顿到底有多牛？ 第1页

没~有~艾萨克~就没有物理学

没~有~艾萨克~就没有物理学

艾萨克~他总结了三定律

艾萨克~他搞定了天上力

他~指给了人民理性的道路

他领导物理~走向光明

他经典的著作八九本

他教我们理解自然

他建立了微分和积分

他实现了彩虹好~处~多~

没有艾萨克~就没有物理学

没有艾萨克~就没有物理学~~~~

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问题被加上了「牛顿那么牛，他的思想普通人应该是难以理解的，为什么他的观点好像一下子就被人们接受了？」

我理解的这部分问题是在问：为什么现在的人们可以几乎无障碍接受牛顿的思想？

答案是两部分：课本上的牛顿力学已经不完全是牛顿的思想了；同时牛顿的思想更多是从直观出发，较容易从直观上接受，这从他的《自然哲学的数学原理》可见一斑。

先说牛顿思想的直观。牛顿的年代是物理学刚刚开始的年代，牛顿首先面对的问题并不是怎样把理论精确化严格化，而是怎样提出一个理论以及配套的基本概念。所以，我们看到牛顿仿照《几何原本》的方式，总结出了一些基本的概念和公理，我们摘录几条：

定义1：物质的量是物质的度量，可由其密度和体积共同求出。

这完全是直观上的定义，就像课本上所学的一样自然。

定义3：ris instic. 或物质固有的力，是一种起抵抗作用的力，它存在于每一物体当中，大小与该物体相当，并使之保持现有的状态，或是静止，或是匀速运动。

这是牛顿对惯性的定义，他把惯性称为一种力。这是很直观的，因为我们希望一个大石块运动，总要费力去推它才可以，所以我们自然会认为有一种力量维持着石块的静止。

定律1：每个物体都保持其静止、或匀速直线运动的状态，除非有外力作用于它迫使它改变那个状态。

这虽然与当时较流行的亚里士多德的观点相反，但仍然是非常自然的，尤其是对于现代的我们来说，当我们亲眼看见铅笔悬浮在太空站中的场景时，很自然就可以接受这个定律。

定律2：运动的变化正比于外力，变化的方向沿外力作用的直线方向。

如果我们要向前推动箱子，一定会向前推而不是向左或者向右，这也是非常直观的。

定律3：每一种作用都有一个相等的反作用，或者，两个物体间的相互作用总是相等的，而且方向相反。

这是非常典型的例子。之所以牛顿会把这一条认作定律，是因为当时所研究的大多是生活中的现象，或者是天体运动。生活中相互作用的物体一般距离较近，而天体虽然间隔很远，但引力传播的有限速度造成的偏差远在当时的观测精度以外。所以，从牛顿来看，这一条是理所应当的定律；甚至，对于只有日常经验的我们而言，也是颠扑不破的真理，没有任何反直觉的问题。

以上这几条，是摘录自《自然哲学的数学原理》的定义与公理部分。可以看到，这些定义和公理都是来源于直觉，与生活经验相符合的，接受起来自然没有什么困难。

再说说牛顿力学的表现形式。上面引用了定律2，也就是我们所熟知的牛顿第二定律。可以看到，牛顿的最初表达形式是文字的：

定律2：运动的变化正比于外力，变化的方向沿外力作用的直线方向。

而我们常见的则是60多年后欧拉的表示方式（

，我是在另外一份资料上看到的，但是那份资料找不到了，大家可以参考这一份，基本事实是正确的）。这从一个方面说明了现在我们所看到的牛顿力学已经不是「牛顿的力学」了。

另一个例子还是《自然哲学的数学原理》，牛顿在这本著作中所用的主要论证方法是几何证明和他自己创造的流数相结合，这与我们学习到的以矢量代数和矢量分析为主要工具的牛顿力学非常不一样。我想，如果牛顿力学以它本来的几何证明面目出现的话，大概不会有「好像一下子就被人们接受了」这种事情吧……

综上，牛顿很伟大，但是我们现在又可以非常容易地学习他的理论，这一方面是因为牛顿力学的基本概念和定律都是来自直觉和生活经验，使得我们接受起来没有本质性困难；另一方面牛顿以降的众多物理学家和教师将牛顿力学不断总结归纳，才成为现在这种容易接受的样子。

最后，写这些补充也是想说明：我并不是只会编歌词~~