牛頓力學(xué)（以牛頓運(yùn)動(dòng)定律等為基礎(chǔ)的定律）
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以下是牛頓力學(xué)的幾個(gè)基本特點(diǎn)： 1. 以質(zhì)點(diǎn)作為研究對(duì)象，關(guān)注力的作用關(guān)系。 2. 強(qiáng)調(diào)分別考慮各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所受的力，然后推斷整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 3. 認(rèn)為質(zhì)量和能量各自獨(dú)立存在，且各自守恒。 4. 只適用于物體運(yùn)動(dòng)的慣性參照系。 5. 較多采用直觀的幾何方法，如平行四邊形定則等。 總的來(lái)說(shuō)，牛頓力學(xué)是一種基于直觀幾何方法的經(jīng)典力學(xué)，主要關(guān)注質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和力的作用關(guān)系，適用于解決簡(jiǎn)單的力學(xué)問(wèn)題。相比之下，分析力學(xué)則更加注重?cái)?shù)學(xué)和物理公式的推導(dǎo)和證明，可以解決更加復(fù)雜的力學(xué)問(wèn)題。牛頓力學(xué)
以牛頓運(yùn)動(dòng)定律等為基礎(chǔ)的定律
牛頓力學(xué)屬于經(jīng)典力學(xué)范疇，是以質(zhì)點(diǎn)作為研究對(duì)象，著眼于力的作用關(guān)系，在處理質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)問(wèn)題時(shí)，強(qiáng)調(diào)分別考慮各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所受的力，然后來(lái)推斷整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；牛頓力學(xué)認(rèn)為質(zhì)量和能量各自獨(dú)立存在，且各自守恒；它只適用于物體運(yùn)動(dòng)的慣性參照系；牛頓力學(xué)較多采用直觀的幾何方法，在解決簡(jiǎn)單的力學(xué)問(wèn)題時(shí)，比分析力學(xué)方便簡(jiǎn)單。
基本信息
中文名
牛頓力學(xué)
表達(dá)式
應(yīng)用學(xué)科
適用領(lǐng)域
外文名
Newton mechanics
別名
牛頓定律
提出者
定義
牛頓力學(xué)(Newtonianmechanics)以牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律（見(jiàn)萬(wàn)有引力）為基礎(chǔ)，研究速度遠(yuǎn)小于光速的宏觀物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。狹義相對(duì)論研究速度能與光速比擬的物體的運(yùn)動(dòng)，量子力學(xué)研究電子、質(zhì)子等微觀粒子的運(yùn)動(dòng)。從研究的范疇來(lái)說(shuō)，牛頓力學(xué)同相對(duì)論和量子力學(xué)相區(qū)別，牛頓力學(xué)是經(jīng)典力學(xué)的組成部分。繼I.牛頓以后，J.-L.拉格朗日和W.R.哈密頓相繼發(fā)展了新的力學(xué)體系。牛頓力學(xué)所著重的量如力、動(dòng)量等都具有矢量性質(zhì)，而且牛頓方程是用矢量形式表達(dá)的，故牛頓力學(xué)可稱為矢量力學(xué)；拉格朗日體系和哈密頓體系所著重的量是系統(tǒng)的能，它具有標(biāo)量的性質(zhì)，可以通過(guò)力學(xué)的變分原理建立系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程，故拉格朗日體系和哈密頓體系等可統(tǒng)稱為分析力學(xué)。因此，從力學(xué)的研究方法和體系來(lái)說(shuō)，牛頓力學(xué)同拉格朗日體系和哈密頓體系相區(qū)別；但從經(jīng)典力學(xué)的基本原理來(lái)說(shuō)，拉格朗日方程和哈密頓原理同牛頓定律是等價(jià)的。然而，哈密頓原理能應(yīng)用于較廣泛的物理現(xiàn)象。將拉格朗日體系和哈密頓體系（尤其是后者）應(yīng)用于物理學(xué)和天體力學(xué)中廣泛出現(xiàn)的保守系統(tǒng)，有極大的優(yōu)點(diǎn)。例如，這兩個(gè)體系的觀點(diǎn)和方法對(duì)天體力學(xué)的攝動(dòng)理論和經(jīng)典統(tǒng)計(jì)力學(xué)的理論性研究有較大價(jià)值。
介紹
牛頓于1643年1月4日生于英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村。1661年入英國(guó)劍橋大學(xué)圣三一學(xué)院，1665年獲文學(xué)士學(xué)位。隨后兩年在家鄉(xiāng)躲避鼠疫，他在此間制定了一生大多數(shù)重要科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。1667年牛頓回劍橋后當(dāng)選為劍橋大學(xué)三一學(xué)院院委，次年獲碩士學(xué)位。1669年任劍橋大學(xué)盧卡斯數(shù)學(xué)教授席位直到1701年。1696年任皇家造幣廠監(jiān)督，并移居倫敦。1703年任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。1706年受英國(guó)女王安娜封爵。在晚年，牛頓潛心于自然哲學(xué)與神學(xué)。1727年3月20日，牛頓在倫敦病逝，享年84歲。
由來(lái)
牛頓力學(xué)(Newton's Mechanics)是以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)，在17世紀(jì)以后發(fā)展起來(lái)的。直接以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為出發(fā)點(diǎn)來(lái)研究質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，這就是牛頓力學(xué)。
艾薩克牛頓爵士試圖使用慣性與力的概念描述所有物體的運(yùn)動(dòng)，所以他找尋出它們服從確定的守恒定律。在1687年，牛頓接著出版了他的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理論文。在這里牛頓開(kāi)創(chuàng)了三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律，到了今日還是描述力的方式。
其他
牛頓力學(xué)涉及很多方面，他們都涉及最基本的三個(gè)定律。
定律
第一定律
內(nèi)容：一切物體在沒(méi)有受到力或合力為零的作用時(shí)，總保持靜止?fàn)顟B(tài)或勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
說(shuō)明：物體都有維持靜止和作勻速直線運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，因此物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是由它的運(yùn)動(dòng)速度決定的，沒(méi)有外力，它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是不會(huì)改變的。物體的這種性質(zhì)稱為慣性。所以牛頓第一定律也稱為慣性定律。第一定律也闡明了力的概念。明確了力是物體間的相互作用，指出了是力改變了物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。因?yàn)榧铀俣仁敲鑼?xiě)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的變化，所以力是和加速度相聯(lián)系的，而不是和速度相聯(lián)系的。在日常生活中不注意這點(diǎn)，往往容易產(chǎn)生錯(cuò)覺(jué)。
注意：牛頓第一定律并不是在所有的參照系里都成立，實(shí)際上它只在慣性參照系里才成立。因此常常把牛頓第一定律是否成立，作為一個(gè)參照系是否慣性參照系的判據(jù)。
第二定律
公式：
牛頓第二定律定量描述了力作用的效果，定量地量度了物體的慣性大小。它是矢量式，并且是瞬時(shí)關(guān)系。
要強(qiáng)調(diào)的是，物體受到的不為零合外力，會(huì)產(chǎn)生加速度，使物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)或速度發(fā)生改變，但是這種改變是和物體本身的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)的。
局限：該定律只適用于宏觀物體的低速運(yùn)動(dòng)。
第三定律
內(nèi)容：兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。
需要注意：
（1）作用力和反作用力是沒(méi)有主次、先后之分。同時(shí)產(chǎn)生、同時(shí)消失。
（2）這一對(duì)力是作用在不同物體上，不可能抵消。
（3）作用力和反作用力必須是同一性質(zhì)的力。
（4）與參照系無(wú)關(guān)。
動(dòng)量
質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量m與其速度v的乘積（mv）。動(dòng)量是矢量，用符號(hào)p表示。質(zhì)點(diǎn)組的動(dòng)量為組內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)動(dòng)量的矢量和。物體的機(jī)械運(yùn)動(dòng)都不是孤立地發(fā)生的，它與周圍物體間存在著相互作用，這種相互作用表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)物體與周圍物體間發(fā)生著機(jī)械運(yùn)動(dòng)的傳遞（或轉(zhuǎn)移）過(guò)程，動(dòng)量正是從機(jī)械運(yùn)動(dòng)傳遞這個(gè)角度量度機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物理量，這種傳遞是等量地進(jìn)行的，物體2把多少機(jī)械運(yùn)動(dòng)（動(dòng)量）傳遞給物體1，物體2將失去等量的動(dòng)量，傳遞的結(jié)果是兩者的總動(dòng)量保持不變。從動(dòng)力學(xué)角度看，力反映了動(dòng)量傳遞快慢的情況。與實(shí)物一樣，電磁場(chǎng)也具有動(dòng)量。例如光子的動(dòng)量為
動(dòng)量守恒定律是最早發(fā)現(xiàn)的一條守恒定律，它起源于16～17世紀(jì)西歐的哲學(xué)家們對(duì)宇宙運(yùn)動(dòng)的哲學(xué)思考。
觀察周圍運(yùn)動(dòng)著的物體，我們看到它們中的大多數(shù)，例如跳動(dòng)的皮球、飛行的子彈、走動(dòng)的時(shí)鐘、運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器，都會(huì)停下來(lái)。看來(lái)宇宙間運(yùn)動(dòng)的總量似乎在減少。整個(gè)宇宙是不是也像一架機(jī)器那樣，總有一天會(huì)停下來(lái)呢?但是，千百年來(lái)對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)，并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)宇宙運(yùn)動(dòng)有減少的跡象。生活在16、17世紀(jì)的許多哲學(xué)家認(rèn)為，宇宙間運(yùn)動(dòng)的總量是不會(huì)減少的，只要能找到一個(gè)合適的物理量來(lái)量度運(yùn)動(dòng)，就會(huì)看到運(yùn)動(dòng)的總量是守恒的。這個(gè)合適的物理量到底是什么呢?
法國(guó)哲學(xué)家兼數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家笛卡兒提出，質(zhì)量和速率的乘積是一個(gè)合適的物理量。可是后來(lái)，荷蘭數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家惠更斯(1629—1695)在研究碰撞問(wèn)題時(shí)發(fā)現(xiàn)：按照笛卡兒的定義，兩個(gè)物體運(yùn)動(dòng)的總量在碰撞前后不一定守恒。
牛頓在總結(jié)這些人工作的基礎(chǔ)上，把笛卡兒的定義作了重要的修改，即不用質(zhì)量和速率的乘積，而用質(zhì)量和速度的乘積，這樣就找到了量度運(yùn)動(dòng)的合適的物理量。牛頓把它叫做“運(yùn)動(dòng)量”，就是我們現(xiàn)今說(shuō)的動(dòng)量。1687年，牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中指出：某一方向的運(yùn)動(dòng)的總和減去相反方向的運(yùn)動(dòng)的總和所得的運(yùn)動(dòng)量，不因物體間的相互作用而發(fā)生變化；還指出了兩個(gè)或兩個(gè)以上相互作用的物體的共同重心的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，也不因這些物體間的相互作用而改變，總是保持靜止或做勻速直線運(yùn)動(dòng)。
動(dòng)量守恒定律的適用范圍比牛頓運(yùn)動(dòng)定律更廣
近代的科學(xué)實(shí)驗(yàn)和理論分析都表明：在自然界中，大到天體間的相互作用，小到如質(zhì)子、中子等基本粒子間的相互作用，都遵守動(dòng)量守恒定律。因此，它是自然界中最重要、最普遍的客觀規(guī)律之一，比牛頓運(yùn)動(dòng)定律的適用范圍更廣。下面舉一個(gè)牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用而動(dòng)量守恒定律適用的例子。
在我們考察光的發(fā)射和吸收時(shí)，會(huì)看到這樣一種現(xiàn)象：在宇宙空間中某個(gè)地方有時(shí)會(huì)突然發(fā)出非常明亮的光，這就是超新星。可是它很快就逐漸暗淡下來(lái)。光從這樣一顆超新星出發(fā)到達(dá)地球需要幾百萬(wàn)年，而相比之下超新星從發(fā)光到熄滅的時(shí)間就顯得太短了。
當(dāng)光從超新星到達(dá)地球時(shí)，它給地球一個(gè)輕微的推動(dòng)，而與此同時(shí)地球卻無(wú)法給超新星一個(gè)輕微的推動(dòng)，因?yàn)樗呀?jīng)消失了。因此，如果我們想像一下地球與超新星之間的相互作用，在同一瞬間就不是大小相等、方向相反了。這時(shí)，牛頓第三定律顯然已不適用了。
雖然如此，動(dòng)量守恒定律還是正確的。不過(guò)，我們必須把光也考慮在內(nèi)。當(dāng)超新星發(fā)射光時(shí)，星體反沖，得到動(dòng)量，同時(shí)光也帶走了大小相等而方向相反的動(dòng)量。等經(jīng)過(guò)幾百萬(wàn)年之后光到達(dá)地球時(shí)，光把它的動(dòng)量傳給了地球。這里要注意的是：動(dòng)量不僅可以為實(shí)物所攜帶，而且可以隨著光輻射一起傳播。當(dāng)我們考慮到上述這點(diǎn)時(shí)，動(dòng)量守恒定律還是正確的。
意義
開(kāi)辟新時(shí)代
牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的建立開(kāi)辟了科學(xué)發(fā)展的一個(gè)新天地、新時(shí)代。經(jīng)典力學(xué)的廣泛傳播和運(yùn)用對(duì)人們的生活和思想產(chǎn)生了重大影響，在一定程度上推動(dòng)了人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)步。但經(jīng)典力學(xué)存在的固有缺點(diǎn)和局限性也在一定程度上阻礙了人類社會(huì)的進(jìn)步，產(chǎn)生了消極作用。本文將以經(jīng)典力學(xué)的建立背景為起點(diǎn)，進(jìn)一步用辯證的方法分析經(jīng)典力學(xué)在人類歷史與現(xiàn)實(shí)中發(fā)揮的作用與產(chǎn)生的不良影響。
17世紀(jì)的歐洲，經(jīng)過(guò)許多科學(xué)家的努力，在天文學(xué)和力學(xué)方面積累了豐富資料的基礎(chǔ)上，英國(guó)科學(xué)家牛頓實(shí)現(xiàn)了天上力學(xué)和地上力學(xué)的綜合，形成了統(tǒng)一的力學(xué)體系——經(jīng)典力學(xué)。經(jīng)典力學(xué)體系的建立，是人類認(rèn)識(shí)自然及歷史的第一次大飛躍和理論的大綜合，它開(kāi)辟了一個(gè)新的時(shí)代，并對(duì)科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程以及人類生產(chǎn)生活和思維方式產(chǎn)生極其深刻的影響。牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立是科學(xué)形態(tài)上的重要變革，標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生，并成為其他各門自然科學(xué)的典范。
條件和原因
牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的建立得益于已有的科學(xué)成就。哥白尼、伽利略、開(kāi)普勒、笛卡爾等人在天文學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)等方面的貢獻(xiàn)，為經(jīng)典力學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，特別是伽利略與開(kāi)普勒對(duì)牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的建立更是有著極其重要的影響。
伽利略通過(guò)對(duì)自由落體的研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了慣性運(yùn)動(dòng)和在重力作用下的勻加速運(yùn)動(dòng)，奠定了牛頓第一定律和第二定律的基本思想。伽利略關(guān)于拋物體運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)，對(duì)牛頓萬(wàn)有引力的學(xué)說(shuō)也有深刻的啟示作用。開(kāi)普勒所發(fā)現(xiàn)的行星運(yùn)動(dòng)定律則是牛頓萬(wàn)有引力學(xué)說(shuō)產(chǎn)生的最重要前提。牛頓非常善于廣泛汲取前人的科學(xué)成果并綜合運(yùn)用多方面的知識(shí)進(jìn)行跨學(xué)科的研究，通過(guò)吸收前人的科學(xué)研究成果，牛頓為經(jīng)典力學(xué)體系的建立充實(shí)了知識(shí)準(zhǔn)備。
雖然經(jīng)典力學(xué)建立在豐富的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)之上，但經(jīng)典力學(xué)的建立和牛頓的個(gè)人原因有不可分割的關(guān)系。牛頓從青少年時(shí)代就對(duì)科學(xué)抱有濃厚的興趣、極強(qiáng)的求知欲和探索欲望，學(xué)習(xí)非常勤奮。但他從不死讀書(shū)，喜歡通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)取得真知，并親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和制作了許多機(jī)械裝置和用品，這使他打下了廣博而扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)也具有創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。雖然牛頓是天才，智力水平很高，但他的天才還來(lái)源于他的勤奮。他在研究中十分投入，而且常常夜以繼日地學(xué)習(xí)、工作。這些都培養(yǎng)和鍛煉了牛頓的科學(xué)精神，為日后的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立，還與他所處的時(shí)代和社會(huì)有關(guān)。歐洲經(jīng)過(guò)16世紀(jì)百余年的宗教和政治改革的大變動(dòng)之后，到17世紀(jì)下半葉進(jìn)入了一個(gè)政治上轉(zhuǎn)為安寧，經(jīng)濟(jì)上趨于繁榮的時(shí)期。生產(chǎn)實(shí)踐為力學(xué)研究提出了許多問(wèn)題，這就給科學(xué)的發(fā)展以推動(dòng)力。經(jīng)過(guò)16世紀(jì)的宗教改革運(yùn)動(dòng)和17世紀(jì)中后期的資產(chǎn)階級(jí)革命運(yùn)動(dòng)，英國(guó)科學(xué)家擁有了當(dāng)時(shí)世界上最為寬松自由的學(xué)術(shù)環(huán)境。學(xué)術(shù)環(huán)境的改變，使得對(duì)力學(xué)的研究擺脫了不必要的束縛，催生了經(jīng)典力學(xué)體系。
個(gè)人因素，前人經(jīng)驗(yàn)，寬松的學(xué)術(shù)環(huán)境和生產(chǎn)實(shí)踐的發(fā)展，構(gòu)成了經(jīng)典力學(xué)體系建立的條件和基礎(chǔ)。
經(jīng)典力學(xué)
不難預(yù)料，經(jīng)典力學(xué)的巨大成功將對(duì)人類社會(huì)在各方面將會(huì)產(chǎn)生不可估量的影響。
（一）對(duì)自然觀念的影響
牛頓經(jīng)典力學(xué)的成就之大使得它得以廣泛傳播，深深地改變了人們的自然觀。人們往往用力學(xué)的尺度去衡量一切，用力學(xué)的原理去解釋一切自然現(xiàn)象，將一切運(yùn)動(dòng)都?xì)w結(jié)為機(jī)械運(yùn)動(dòng)，一切運(yùn)動(dòng)的原因都?xì)w結(jié)為力，自然界是一架按照力學(xué)規(guī)律運(yùn)動(dòng)著的機(jī)器。這種機(jī)械唯物主義自然觀在當(dāng)時(shí)是有進(jìn)步作用的。由于它把自然界中起作用的原因都?xì)w結(jié)為自然界本身規(guī)律的作用，有利于促使科學(xué)家去探索自然界的規(guī)律。它能刺激人們運(yùn)用分析和解剖的方式，從觀察和實(shí)驗(yàn)中取得更多的經(jīng)驗(yàn)材料，這對(duì)科學(xué)的發(fā)展來(lái)說(shuō)也是必要的。但這種思維方式在一定程度上忽視了理論思維的作用，忽視了事物之間的聯(lián)系和發(fā)展，因而又有著嚴(yán)重的缺陷。
（二）對(duì)自然科學(xué)的影響
牛頓經(jīng)典力學(xué)的內(nèi)容和研究方法對(duì)自然科學(xué)，特別是物理學(xué)起了重大的推動(dòng)作用，但也存在著消極影響。
牛頓建立的經(jīng)典力學(xué)體系以及他的力學(xué)研究綱領(lǐng)所獲得的成功，在當(dāng)時(shí)使科學(xué)家們以為牛頓經(jīng)典力學(xué)就是整個(gè)物理學(xué)，甚至是全部自然科學(xué)的可靠的最終的基礎(chǔ)。在相當(dāng)長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi)，牛頓經(jīng)典力學(xué)名著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)成為了科學(xué)家們共同遵循的規(guī)范，它支配了當(dāng)時(shí)整個(gè)自然科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。他研究問(wèn)題的科學(xué)方法和原理也普遍得到贊賞和采用。牛頓研究經(jīng)典力學(xué)的科學(xué)方法論和認(rèn)識(shí)論，如運(yùn)用分析和綜合相結(jié)合的方法與公理化方法及科學(xué)的簡(jiǎn)單性原則、尋求因果關(guān)系中相似性統(tǒng)一性原則、以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)發(fā)現(xiàn)物體的普遍性原則和正確對(duì)待歸納結(jié)論的原則，對(duì)后世科學(xué)的發(fā)展也影響深遠(yuǎn)。
社會(huì)科學(xué)
經(jīng)典力學(xué)不但對(duì)自然科學(xué)產(chǎn)生了很大影響，在社會(huì)科學(xué)方面，特別是對(duì)哲學(xué)和人類思想發(fā)展，也產(chǎn)生了重大影響。
在經(jīng)典力學(xué)的直接影響下，英國(guó)的霍布斯和洛克建立和發(fā)展了機(jī)械唯物主義哲學(xué)，并由于其強(qiáng)大的影響力，使得唯物論從宗教神學(xué)那里爭(zhēng)得了發(fā)言權(quán)，并在隨后形成了人類歷史上唯物主義和唯心主義斗爭(zhēng)最為激烈的一段時(shí)期。經(jīng)過(guò)康德和黑格爾對(duì)辯證法和機(jī)械唯物主義的研究和發(fā)展，以及馬克思和恩格斯對(duì)哲學(xué)已有研究成果的吸收，結(jié)合當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展成果，最終建立了唯物主義辯證法。唯物主義辯證法的建立，在很大程度上得益于牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的建立。
近現(xiàn)代科學(xué)和哲學(xué)是發(fā)軔于經(jīng)典力學(xué)的，正是從牛頓建立經(jīng)典力學(xué)開(kāi)始，人類在思想觀念上才開(kāi)始真正走向科學(xué)化和現(xiàn)代化，而它對(duì)人類思想領(lǐng)域的影響也是極其廣泛而深刻的。
得失
概述
事物總是辯證統(tǒng)一、一分為二的。雖然科學(xué)家在運(yùn)用牛頓經(jīng)典力學(xué)方法及成果時(shí)使自然科學(xué)得到了長(zhǎng)足發(fā)展，但當(dāng)時(shí)人們?cè)诮邮芎瓦\(yùn)用牛頓的科學(xué)成果之時(shí)，沒(méi)有搞清它的適用范圍，也作出了不適當(dāng)?shù)目浯蟆＠纾?dāng)初有科學(xué)家認(rèn)為所有涉及到的物理學(xué)問(wèn)題都可以歸結(jié)為不變的引力和斥力，因而只要把自然現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為力就行了。結(jié)果到后來(lái)，“力”成了對(duì)現(xiàn)象和規(guī)律缺乏認(rèn)識(shí)的避難所，把當(dāng)時(shí)無(wú)法解釋的各種現(xiàn)象都冠以各種不同力的名稱。因此，牛頓經(jīng)典力學(xué)的內(nèi)容及其研究方法在推動(dòng)自然科學(xué)發(fā)展的同時(shí)，也有產(chǎn)生了很大的消極影響。
偉大成就
經(jīng)典力學(xué)把人類對(duì)整個(gè)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到一個(gè)新水平，牛頓把天上運(yùn)動(dòng)和地上運(yùn)動(dòng)統(tǒng)一起來(lái)，從力學(xué)上證明了自然界的統(tǒng)一性，這是人類認(rèn)識(shí)自然歷史的第一次大飛躍和理論大綜合，它開(kāi)辟了一個(gè)新時(shí)代，并對(duì)學(xué)科發(fā)展的進(jìn)程以及后代科學(xué)家們產(chǎn)生了極其深刻的影響。
經(jīng)典力學(xué)的建立首次明確了一切自然科學(xué)理論應(yīng)有的基本特征，這標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生，也成為其他各門自然科學(xué)的典范。牛頓運(yùn)用歸納與演繹、綜合與分析的方法極其明晰地得出了完善的力學(xué)體系，被后人稱為科學(xué)美的典范，顯示出物理學(xué)家在研究物理時(shí)，都傾向于選擇和諧與自洽的體系，追求最簡(jiǎn)潔、最理想的形式。
經(jīng)典力學(xué)的建立對(duì)自然科學(xué)和科技的發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步具有深遠(yuǎn)影響。一是科學(xué)的研究方法推廣應(yīng)用到物理學(xué)的各個(gè)分支學(xué)科上，對(duì)經(jīng)典物理學(xué)的建立意義重大；二是經(jīng)典力學(xué)與其他基礎(chǔ)科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生了許多交叉學(xué)科，促進(jìn)了自然科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展。三是經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)技術(shù)上有廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了社會(huì)文明的發(fā)展。
適用范圍
經(jīng)典力學(xué)的應(yīng)用受到物體運(yùn)動(dòng)速率的限制，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速率接近真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)的許多觀念將發(fā)生重大變化。如經(jīng)典力學(xué)中認(rèn)為物體的質(zhì)量不僅不變，并且與物體的速度或能量無(wú)關(guān)，但相對(duì)論研究則表明，物體的質(zhì)量將隨著運(yùn)動(dòng)速率的增加而增大，物體的質(zhì)量和能量之間存在著密切的聯(lián)系。但當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)的速度遠(yuǎn)小于真空中的光速時(shí)，經(jīng)典力學(xué)仍然適用。
牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用于微觀領(lǐng)域中物質(zhì)結(jié)構(gòu)和能量不連續(xù)現(xiàn)象。19世紀(jì)和20世紀(jì)之交，物理學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)，即X射線的發(fā)現(xiàn)、電子的發(fā)現(xiàn)和放射性的發(fā)現(xiàn)，使物理學(xué)的研究由宏觀領(lǐng)域進(jìn)入微觀領(lǐng)域，特別是20世紀(jì)初量子力學(xué)的建立，出現(xiàn)了與經(jīng)典觀念不同的新觀念。例如：量子力學(xué)的研究表明，微觀粒子既表現(xiàn)為粒子性又表現(xiàn)為波動(dòng)性，粒子的能量等物理量只能取分立的數(shù)值，粒子的速度和位置具有不確定性，粒子的狀態(tài)只能用粒子在空間出現(xiàn)的概率來(lái)描述等。但量子力學(xué)的建立并不是對(duì)經(jīng)典力學(xué)的否定，對(duì)于宏觀物體的運(yùn)動(dòng)，量子現(xiàn)象并不顯著，經(jīng)典力學(xué)依然適用。
現(xiàn)代物理學(xué)的發(fā)展，并沒(méi)有使經(jīng)典力學(xué)失去存在的價(jià)值，只是拓寬了人們的視野，經(jīng)典力學(xué)仍將在它適用的范圍內(nèi)大放異彩。
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