牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(Newtonianmechanics)以牛(niu)頓(dun)(dun)運(yun)動(dong)定(ding)律(lv)和(he)(he)萬(wan)有(you)(you)(you)引力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)定(ding)律(lv)(見萬(wan)有(you)(you)(you)引力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li))為(wei)基礎(chu),研(yan)究(jiu)(jiu)速(su)度(du)遠小(xiao)于光(guang)速(su)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)宏觀(guan)物體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)規律(lv)。狹義相(xiang)(xiang)對論(lun)研(yan)究(jiu)(jiu)速(su)度(du)能與光(guang)速(su)比擬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong),量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)研(yan)究(jiu)(jiu)電子(zi)、質(zhi)(zhi)(zhi)子(zi)等微觀(guan)粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)。從(cong)(cong)研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)范疇來說,牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)同相(xiang)(xiang)對論(lun)和(he)(he)量(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)相(xiang)(xiang)區別(bie),牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)是(shi)經典(dian)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)組成部(bu)分。繼(ji)I.牛(niu)頓(dun)(dun)以后,J.-L.拉(la)格朗(lang)(lang)日(ri)和(he)(he)W.R.哈(ha)(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)相(xiang)(xiang)繼(ji)發(fa)展(zhan)了新的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)體(ti)系(xi)。牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)所(suo)著重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)如(ru)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)、動(dong)量(liang)(liang)等都具有(you)(you)(you)矢量(liang)(liang)性質(zhi)(zhi)(zhi),而(er)且牛(niu)頓(dun)(dun)方(fang)程(cheng)是(shi)用(yong)(yong)矢量(liang)(liang)形式表達(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de),故牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)可稱為(wei)矢量(liang)(liang)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue);拉(la)格朗(lang)(lang)日(ri)體(ti)系(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)體(ti)系(xi)所(suo)著重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)是(shi)系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)能,它具有(you)(you)(you)標(biao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質(zhi)(zhi)(zhi),可以通過力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)變分原(yuan)(yuan)理(li)(li)建立系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)方(fang)程(cheng),故拉(la)格朗(lang)(lang)日(ri)體(ti)系(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)體(ti)系(xi)等可統稱為(wei)分析力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)。因此,從(cong)(cong)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)方(fang)法和(he)(he)體(ti)系(xi)來說,牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)同拉(la)格朗(lang)(lang)日(ri)體(ti)系(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)體(ti)系(xi)相(xiang)(xiang)區別(bie);但從(cong)(cong)經典(dian)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)原(yuan)(yuan)理(li)(li)來說,拉(la)格朗(lang)(lang)日(ri)方(fang)程(cheng)和(he)(he)哈(ha)(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)原(yuan)(yuan)理(li)(li)同牛(niu)頓(dun)(dun)定(ding)律(lv)是(shi)等價的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。然而(er),哈(ha)(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)原(yuan)(yuan)理(li)(li)能應(ying)用(yong)(yong)于較(jiao)廣(guang)泛的(de)(de)(de)(de)(de)(de)物理(li)(li)現象。將拉(la)格朗(lang)(lang)日(ri)體(ti)系(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)體(ti)系(xi)(尤其是(shi)后者(zhe))應(ying)用(yong)(yong)于物理(li)(li)學(xue)(xue)(xue)和(he)(he)天體(ti)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)中廣(guang)泛出現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)保守系(xi)統,有(you)(you)(you)極大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優點(dian)。例如(ru),這兩個體(ti)系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)點(dian)和(he)(he)方(fang)法對天體(ti)力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)攝動(dong)理(li)(li)論(lun)和(he)(he)經典(dian)統計力(li)(li)(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)理(li)(li)論(lun)性研(yan)究(jiu)(jiu)有(you)(you)(you)較(jiao)大價值(zhi)。
牛(niu)頓(dun)于(yu)1643年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)1月(yue)4日生于(yu)英(ying)格蘭林肯郡格蘭瑟(se)姆附近的沃爾索普(pu)村。1661年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)入英(ying)國(guo)劍(jian)橋大學(xue)圣三(san)(san)一學(xue)院(yuan),1665年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)獲(huo)(huo)文學(xue)士學(xue)位(wei)。隨后(hou)兩年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)在(zai)家(jia)(jia)鄉(xiang)躲(duo)避鼠疫,他(ta)在(zai)此間(jian)制定了一生大多(duo)數重要科(ke)學(xue)創造的藍(lan)圖。1667年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)牛(niu)頓(dun)回劍(jian)橋后(hou)當選為劍(jian)橋大學(xue)三(san)(san)一學(xue)院(yuan)院(yuan)委,次年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)獲(huo)(huo)碩士學(xue)位(wei)。1669年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)任(ren)劍(jian)橋大學(xue)盧(lu)卡斯數學(xue)教(jiao)授席(xi)位(wei)直(zhi)到(dao)1701年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)。1696年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)任(ren)皇(huang)(huang)家(jia)(jia)造幣(bi)廠監(jian)督,并移(yi)居倫敦。1703年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)任(ren)英(ying)國(guo)皇(huang)(huang)家(jia)(jia)學(xue)會(hui)會(hui)長。1706年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)受(shou)英(ying)國(guo)女王安娜封爵(jue)。在(zai)晚年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian),牛(niu)頓(dun)潛心于(yu)自然哲學(xue)與神(shen)學(xue)。1727年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)3月(yue)20日,牛(niu)頓(dun)在(zai)倫敦病逝,享年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)84歲。
備(bei)注:牛頓(dun)是儒略(lve)歷(li)1642年(nian)12月25日(ri),即格里歷(li)(陽歷(li))1643年(nian)1月4日(ri),所(suo)以正確(que)的出生(sheng)日(ri)期是1月4號(hao)。
牛(niu)頓(dun)(dun)力學(xue)( Newton's Mechanics )是(shi)(shi)以(yi)牛(niu)頓(dun)(dun)運(yun)動(dong)(dong)定律(lv)為基礎,在17世紀以(yi)后發(fa)展起來的(de)。直接以(yi)牛(niu)頓(dun)(dun)運(yun)動(dong)(dong)定律(lv)為出發(fa)點來研(yan)究質點系統的(de)運(yun)動(dong)(dong),這就是(shi)(shi)牛(niu)頓(dun)(dun)力學(xue)。
艾(ai)薩克牛(niu)(niu)頓爵士試圖使用慣性與力的概念描(miao)述所有(you)物體的運動,所以他(ta)找(zhao)尋出它們服從確定的守(shou)恒定律(lv)。在1687年,牛(niu)(niu)頓接(jie)著出版了他(ta)的自然哲學(xue)的數學(xue)原(yuan)理論文。在這里牛(niu)(niu)頓開(kai)創了三個運動定律(lv),到了今日(ri)還是描(miao)述力的方式。
牛頓力學涉及(ji)很多方面(mian),他(ta)們(men)都涉及(ji)最(zui)基(ji)本(ben)的三(san)個(ge)定律。
內容:一(yi)切物體(ti)在沒(mei)有(you)受到力或(huo)合力為零(ling)的(de)作用時,總保持靜止狀(zhuang)態或(huo)勻速直線運動狀(zhuang)態。
說(shuo)明:物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)都(dou)有(you)維持靜止和(he)(he)(he)作勻速直(zhi)線運動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)趨(qu)勢,因此物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)(dong)(dong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)是(shi)由它的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)(dong)(dong)速度(du)(du)決定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de),沒有(you)外(wai)力(li)(li)(li),它的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)(dong)(dong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)是(shi)不會改(gai)變(bian)的(de)(de)(de)(de)(de)。物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)這(zhe)種性(xing)(xing)質稱為(wei)慣性(xing)(xing)。所以牛頓第一定(ding)律(lv)也(ye)稱為(wei)慣性(xing)(xing)定(ding)律(lv)。第一定(ding)律(lv)也(ye)闡(chan)明了(le)(le)力(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)概念。明確了(le)(le)力(li)(li)(li)是(shi)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)間的(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)互作用,指出了(le)(le)是(shi)力(li)(li)(li)改(gai)變(bian)了(le)(le)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)(dong)(dong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)。因為(wei)加速度(du)(du)是(shi)描寫物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)運動(dong)(dong)(dong)狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)化,所以力(li)(li)(li)是(shi)和(he)(he)(he)加速度(du)(du)相(xiang)聯系的(de)(de)(de)(de)(de),而不是(shi)和(he)(he)(he)速度(du)(du)相(xiang)聯系的(de)(de)(de)(de)(de)。在日常生活中不注意這(zhe)點,往往容易產生錯(cuo)覺(jue)。
注(zhu)意:牛頓(dun)第一(yi)定(ding)律(lv)并(bing)不是(shi)(shi)在(zai)所有的參(can)(can)照系(xi)里都成(cheng)立,實際上它只在(zai)慣性(xing)參(can)(can)照系(xi)里才成(cheng)立。因此(ci)常常把牛頓(dun)第一(yi)定(ding)律(lv)是(shi)(shi)否成(cheng)立,作為一(yi)個參(can)(can)照系(xi)是(shi)(shi)否慣性(xing)參(can)(can)照系(xi)的判據。
內容(rong):物體(ti)在受到合(he)外力的作用(yong)會(hui)產生加(jia)速度(du),加(jia)速度(du)的方(fang)向和合(he)外力的方(fang)向相同,加(jia)速度(du)的大小與合(he)外力的大小成正比,與物體(ti)的慣性質量(liang)成反比。
公(gong)式:F=ma,F為合外力
牛頓第二定律定量描述了力作用的(de)效果,定量地(di)量度了物體(ti)的(de)慣性大小。它是(shi)矢(shi)量式(shi),并且是(shi)瞬時關(guan)系。
要強調的(de)(de)是(shi),物(wu)(wu)體(ti)受到的(de)(de)不為零合外力,會產生加速度(du),使(shi)物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)狀(zhuang)態(tai)或速度(du)發生改變(bian),但是(shi)這種改變(bian)是(shi)和物(wu)(wu)體(ti)本(ben)身的(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)狀(zhuang)態(tai)有關的(de)(de)。
局限:該定(ding)律(lv)只(zhi)適(shi)用于宏(hong)觀物體(ti)的(de)低(di)速運(yun)動。
內容:兩個物體之(zhi)間的作(zuo)用(yong)(yong)力(li)和(he)反(fan)作(zuo)用(yong)(yong)力(li),在同一條直線上,大(da)小相等,方向相反(fan)。
需要注意:
(1)作(zuo)用力和反作(zuo)用力是沒有主次、先后之分。同(tong)時產生、同(tong)時消(xiao)失。
(2)這一對力是作用在不同物體上,不可能(neng)抵消(xiao)。
(3)作用(yong)力(li)和反作用(yong)力(li)必須是同一(yi)性質的力(li)。
(4)與參(can)照(zhao)系無關。
質(zhi)(zhi)點的(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)m與(yu)其(qi)速(su)度(du)v的(de)(de)(de)乘積(ji)(mv)。動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)是矢量(liang)(liang)(liang),用符號p表示(shi)。質(zhi)(zhi)點組的(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)為(wei)組內各(ge)質(zhi)(zhi)點動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)矢量(liang)(liang)(liang)和。物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)(de)機(ji)械(xie)(xie)(xie)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)都不(bu)是孤立地(di)發生的(de)(de)(de),它與(yu)周(zhou)圍(wei)物(wu)體(ti)(ti)間(jian)存在(zai)著相互作(zuo)(zuo)用,這種相互作(zuo)(zuo)用表現為(wei)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)物(wu)體(ti)(ti)與(yu)周(zhou)圍(wei)物(wu)體(ti)(ti)間(jian)發生著機(ji)械(xie)(xie)(xie)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)遞(di)(或轉(zhuan)移)過程,動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)正是從機(ji)械(xie)(xie)(xie)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)傳(chuan)(chuan)(chuan)遞(di)這個角(jiao)度(du)量(liang)(liang)(liang)度(du)機(ji)械(xie)(xie)(xie)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)物(wu)理量(liang)(liang)(liang),這種傳(chuan)(chuan)(chuan)遞(di)是等(deng)(deng)量(liang)(liang)(liang)地(di)進行的(de)(de)(de),物(wu)體(ti)(ti)2把多少機(ji)械(xie)(xie)(xie)運(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang))傳(chuan)(chuan)(chuan)遞(di)給物(wu)體(ti)(ti)1,物(wu)體(ti)(ti)2將失去等(deng)(deng)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang),傳(chuan)(chuan)(chuan)遞(di)的(de)(de)(de)結果(guo)是兩者的(de)(de)(de)總動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)保持不(bu)變。從動(dong)(dong)(dong)力(li)學角(jiao)度(du)看,力(li)反映了動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)傳(chuan)(chuan)(chuan)遞(di)快慢的(de)(de)(de)情況。與(yu)實物(wu)一樣,電磁場也具有動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)。例如光子的(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)為(wei)p=h/(2π)k,其(qi)中(zhong)h為(wei)普朗克常量(liang)(liang)(liang),k為(wei)波(bo)長,其(qi)大小為(wei)k=(2π)/λ(λ為(wei)波(bo)長),方向(xiang)沿波(bo)傳(chuan)(chuan)(chuan)播方向(xiang)。在(zai)國際單位制(zhi)中(zhong),動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)單位為(wei)千克·米(mi)/秒(miao)(kg·m/s)。
動(dong)(dong)量(liang)守恒(heng)定律是最早發現(xian)的一條守恒(heng)定律,它起源(yuan)于16~17世紀(ji)西歐的哲學家們(men)對宇宙運動(dong)(dong)的哲學思考。
觀察周圍(wei)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)著的(de)(de)(de)(de)物體(ti),我們(men)看(kan)(kan)到(dao)它們(men)中的(de)(de)(de)(de)大多數,例(li)如跳動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)皮(pi)球(qiu)、飛行的(de)(de)(de)(de)子彈、走(zou)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)時鐘、運(yun)(yun)(yun)轉的(de)(de)(de)(de)機(ji)器,都會(hui)停(ting)下來(lai)。看(kan)(kan)來(lai)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)間運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)總量(liang)似(si)乎在(zai)減少。整個(ge)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)是不是也像一(yi)架機(ji)器那樣(yang),總有(you)一(yi)天會(hui)停(ting)下來(lai)呢?但是,千(qian)百年(nian)來(lai)對天體(ti)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)觀測,并沒有(you)發現宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)有(you)減少的(de)(de)(de)(de)跡象。生活在(zai)16、17世紀的(de)(de)(de)(de)許多哲學家認為(wei),宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)(zhou)間運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)總量(liang)是不會(hui)減少的(de)(de)(de)(de),只(zhi)要(yao)能找(zhao)到(dao)一(yi)個(ge)合適(shi)的(de)(de)(de)(de)物理(li)量(liang)來(lai)量(liang)度運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong),就會(hui)看(kan)(kan)到(dao)運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)總量(liang)是守恒的(de)(de)(de)(de)。這個(ge)合適(shi)的(de)(de)(de)(de)物理(li)量(liang)到(dao)底(di)是什么呢?
法國哲學家(jia)兼數(shu)學家(jia)、物(wu)理(li)學家(jia)笛(di)卡兒提出(chu),質量(liang)和速率的(de)(de)乘積是(shi)一(yi)個合適(shi)的(de)(de)物(wu)理(li)量(liang)。可(ke)是(shi)后(hou)來,荷蘭數(shu)學家(jia)、物(wu)理(li)學家(jia)惠更斯(1629—1695)在研究(jiu)碰撞問題時發現:按照笛(di)卡兒的(de)(de)定(ding)義,兩個物(wu)體運動的(de)(de)總(zong)量(liang)在碰撞前后(hou)不一(yi)定(ding)守恒(heng)。
牛頓在(zai)(zai)總結(jie)這些(xie)人(ren)工作(zuo)的(de)(de)基礎上(shang),把(ba)笛卡兒的(de)(de)定義作(zuo)了重要(yao)的(de)(de)修改(gai),即不用(yong)(yong)(yong)質(zhi)量和(he)速率的(de)(de)乘(cheng)積,而(er)(er)用(yong)(yong)(yong)質(zhi)量和(he)速度(du)的(de)(de)乘(cheng)積,這樣就找到(dao)了量度(du)運(yun)動(dong)的(de)(de)合適(shi)的(de)(de)物(wu)理量。牛頓把(ba)它(ta)叫做(zuo)“運(yun)動(dong)量”,就是(shi)我(wo)們(men)現(xian)今說的(de)(de)動(dong)量。1687年,牛頓在(zai)(zai)他的(de)(de)《自然哲(zhe)學(xue)的(de)(de)數學(xue)原理》一書中指出:某一方(fang)向的(de)(de)運(yun)動(dong)的(de)(de)總和(he)減去相反方(fang)向的(de)(de)運(yun)動(dong)的(de)(de)總和(he)所得的(de)(de)運(yun)動(dong)量,不因(yin)物(wu)體(ti)間(jian)的(de)(de)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)而(er)(er)發生變化;還(huan)指出了兩個(ge)或(huo)兩個(ge)以上(shang)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)物(wu)體(ti)的(de)(de)共同重心的(de)(de)運(yun)動(dong)狀態(tai),也不因(yin)這些(xie)物(wu)體(ti)間(jian)的(de)(de)相互(hu)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)而(er)(er)改(gai)變,總是(shi)保持靜止或(huo)做(zuo)勻速直線(xian)運(yun)動(dong)。
動量守恒(heng)定律的適用范圍比牛頓(dun)運(yun)動定律更廣
近代(dai)的(de)科(ke)學實驗和理論分析都表(biao)明:在(zai)自(zi)然界中,大到(dao)(dao)天體間的(de)相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong),小到(dao)(dao)如質子(zi)(zi)、中子(zi)(zi)等(deng)基本粒子(zi)(zi)間的(de)相(xiang)互(hu)作用(yong)(yong),都遵守(shou)動(dong)量守(shou)恒定(ding)(ding)律(lv)。因(yin)此,它是自(zi)然界中最重要、最普遍的(de)客觀規律(lv)之(zhi)一(yi),比(bi)牛頓運動(dong)定(ding)(ding)律(lv)的(de)適(shi)(shi)用(yong)(yong)范圍更廣。下面舉一(yi)個(ge)牛頓運動(dong)定(ding)(ding)律(lv)不(bu)適(shi)(shi)用(yong)(yong)而動(dong)量守(shou)恒定(ding)(ding)律(lv)適(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)例子(zi)(zi)。
在(zai)我們考(kao)察光的(de)發射和吸收時(shi),會看到這(zhe)樣(yang)一種現象:在(zai)宇宙空間中某個地(di)方有時(shi)會突然發出非常明亮(liang)的(de)光,這(zhe)就(jiu)是超(chao)新(xin)(xin)星(xing)。可(ke)是它(ta)很快就(jiu)逐漸(jian)暗淡下來。光從(cong)這(zhe)樣(yang)一顆超(chao)新(xin)(xin)星(xing)出發到達(da)地(di)球需要幾百萬年,而相比之(zhi)下超(chao)新(xin)(xin)星(xing)從(cong)發光到熄滅的(de)時(shi)間就(jiu)顯得太短了。
當光從超(chao)新星到達地(di)球時,它給地(di)球一(yi)(yi)個(ge)輕微(wei)的(de)(de)推(tui)動,而與(yu)此(ci)同時地(di)球卻無法給超(chao)新星一(yi)(yi)個(ge)輕微(wei)的(de)(de)推(tui)動,因(yin)為(wei)它已經消失(shi)了。因(yin)此(ci),如果我們想(xiang)像(xiang)一(yi)(yi)下(xia)地(di)球與(yu)超(chao)新星之(zhi)間(jian)的(de)(de)相互作用,在同一(yi)(yi)瞬間(jian)就不是大小相等、方向(xiang)相反了。這時,牛頓第三定律顯然已不適用了。
雖然如此,動(dong)量(liang)(liang)守(shou)恒定(ding)(ding)律還是(shi)正(zheng)確的(de)(de)(de)。不(bu)過(guo),我們必須把(ba)(ba)光(guang)(guang)也考慮在內。當超(chao)新星發射(she)光(guang)(guang)時,星體(ti)反沖,得到(dao)(dao)動(dong)量(liang)(liang),同時光(guang)(guang)也帶走(zou)了大小相(xiang)等(deng)而(er)方向(xiang)相(xiang)反的(de)(de)(de)動(dong)量(liang)(liang)。等(deng)經過(guo)幾百萬年之后光(guang)(guang)到(dao)(dao)達地球時,光(guang)(guang)把(ba)(ba)它的(de)(de)(de)動(dong)量(liang)(liang)傳給了地球。這(zhe)里(li)要注意的(de)(de)(de)是(shi):動(dong)量(liang)(liang)不(bu)僅可(ke)以(yi)為(wei)實物所攜帶,而(er)且可(ke)以(yi)隨(sui)著(zhu)光(guang)(guang)輻射(she)一起傳播。當我們考慮到(dao)(dao)上述這(zhe)點時,動(dong)量(liang)(liang)守(shou)恒定(ding)(ding)律還是(shi)正(zheng)確的(de)(de)(de)。
牛頓經(jing)(jing)典(dian)(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)體系的(de)建立(li)開(kai)辟(pi)了科學(xue)(xue)發(fa)(fa)展的(de)一個新天地(di)、新時(shi)代。經(jing)(jing)典(dian)(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)廣泛傳播和(he)(he)運(yun)用(yong)對人們(men)的(de)生(sheng)(sheng)活(huo)和(he)(he)思想產(chan)生(sheng)(sheng)了重大影(ying)響(xiang),在一定(ding)程度上推(tui)動了人類社(she)會的(de)發(fa)(fa)展進(jin)步(bu)。但經(jing)(jing)典(dian)(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)存在的(de)固(gu)有缺點和(he)(he)局(ju)限性也在一定(ding)程度上阻礙(ai)了人類社(she)會的(de)進(jin)步(bu),產(chan)生(sheng)(sheng)了消(xiao)極作(zuo)用(yong)。本文將以經(jing)(jing)典(dian)(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)建立(li)背景(jing)為起(qi)點,進(jin)一步(bu)用(yong)辯證的(de)方法分析經(jing)(jing)典(dian)(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)在人類歷(li)史與現實中發(fa)(fa)揮的(de)作(zuo)用(yong)與產(chan)生(sheng)(sheng)的(de)不良影(ying)響(xiang)。
17世紀的(de)(de)(de)(de)歐洲,經過許多科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)家(jia)的(de)(de)(de)(de)努(nu)力(li)(li),在天(tian)文學(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)(he)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)方(fang)面積累了豐富(fu)資(zi)料的(de)(de)(de)(de)基礎上(shang),英國(guo)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)家(jia)牛(niu)頓實現了天(tian)上(shang)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)(he)地(di)上(shang)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)綜(zong)合(he),形(xing)成了統一的(de)(de)(de)(de)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)體系——經典力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)。經典力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)體系的(de)(de)(de)(de)建立(li),是人類(lei)認識(shi)自(zi)然(ran)(ran)及歷史的(de)(de)(de)(de)第(di)一次大(da)飛躍(yue)和(he)(he)理論的(de)(de)(de)(de)大(da)綜(zong)合(he),它開辟了一個新(xin)的(de)(de)(de)(de)時代,并(bing)對科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)進程(cheng)以及人類(lei)生產生活和(he)(he)思(si)維方(fang)式產生極其深刻的(de)(de)(de)(de)影響。牛(niu)頓經典力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)建立(li)是科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)形(xing)態上(shang)的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要變革(ge),標志著近代理論自(zi)然(ran)(ran)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)誕生,并(bing)成為其他(ta)各門自(zi)然(ran)(ran)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)典范(fan)。
牛頓經(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)體(ti)系的(de)(de)建(jian)立得益于(yu)已有的(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)成就。哥白(bai)尼、伽利略(lve)、開(kai)普勒(le)、笛卡爾等人(ren)在天文學(xue)(xue)(xue)、力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)、光學(xue)(xue)(xue)、數學(xue)(xue)(xue)等方面的(de)(de)貢(gong)獻,為經(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)奠定了(le)堅實的(de)(de)基礎,特(te)別是(shi)伽利略(lve)與開(kai)普勒(le)對牛頓經(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)體(ti)系的(de)(de)建(jian)立更(geng)是(shi)有著(zhu)極(ji)其(qi)重要的(de)(de)影響。
伽利略(lve)(lve)通過(guo)對(dui)自由落(luo)體(ti)的研(yan)(yan)究,已經發(fa)現(xian)(xian)(xian)了(le)慣性運(yun)動(dong)和在(zai)重力作用(yong)下的勻加速運(yun)動(dong),奠定(ding)了(le)牛頓第(di)一(yi)定(ding)律(lv)和第(di)二定(ding)律(lv)的基本思想。伽利略(lve)(lve)關于(yu)拋物(wu)體(ti)運(yun)動(dong)定(ding)律(lv)的發(fa)現(xian)(xian)(xian),對(dui)牛頓萬(wan)(wan)有(you)引力的學(xue)說也有(you)深刻的啟示作用(yong)。開(kai)普(pu)勒所發(fa)現(xian)(xian)(xian)的行星運(yun)動(dong)定(ding)律(lv)則是牛頓萬(wan)(wan)有(you)引力學(xue)說產生(sheng)的最重要前提。牛頓非常善于(yu)廣泛(fan)汲取前人(ren)的科學(xue)成果(guo)并(bing)綜合運(yun)用(yong)多方面(mian)的知識(shi)進行跨學(xue)科的研(yan)(yan)究,通過(guo)吸收前人(ren)的科學(xue)研(yan)(yan)究成果(guo),牛頓為經典力學(xue)體(ti)系的建立充實了(le)知識(shi)準備。
雖然經典力(li)學(xue)(xue)建立在(zai)豐(feng)富的科(ke)學(xue)(xue)經驗之(zhi)上,但經典力(li)學(xue)(xue)的建立和(he)(he)牛頓(dun)的個人原因有(you)不可分割的關(guan)系(xi)。牛頓(dun)從青(qing)少(shao)年時代(dai)就對科(ke)學(xue)(xue)抱(bao)有(you)濃厚的興(xing)趣、極強(qiang)的求(qiu)知欲和(he)(he)探索欲望,學(xue)(xue)習非常(chang)勤奮。但他從不死讀書,喜歡通過實(shi)(shi)驗來取得真知,并親自動手(shou)(shou)設計(ji)和(he)(he)制作(zuo)了許多機(ji)械裝置和(he)(he)用品,這使他打下了廣博(bo)而(er)扎實(shi)(shi)的知識基礎,同時也(ye)具(ju)有(you)創新意識和(he)(he)動手(shou)(shou)能力(li)。雖然牛頓(dun)是(shi)天才,智(zhi)力(li)水平很高(gao),但他的天才還來源于(yu)他的勤奮。他在(zai)研究中十分投入(ru),而(er)且常(chang)常(chang)夜以繼日地學(xue)(xue)習、工作(zuo)。這些都培(pei)養和(he)(he)鍛煉(lian)了牛頓(dun)的科(ke)學(xue)(xue)精神,為日后的研究打下了堅實(shi)(shi)的基礎。
牛(niu)頓經典力(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)建(jian)立,還與他(ta)所(suo)處(chu)的(de)(de)(de)(de)時代(dai)和(he)社會有關(guan)。歐洲經過16世紀(ji)百余年的(de)(de)(de)(de)宗(zong)教(jiao)和(he)政治(zhi)改(gai)革的(de)(de)(de)(de)大變動(dong)之后,到17世紀(ji)下半葉進(jin)入了一個(ge)政治(zhi)上轉為(wei)安寧,經濟上趨于繁榮(rong)的(de)(de)(de)(de)時期。生(sheng)產實踐為(wei)力(li)學(xue)研究提出(chu)了許多問題(ti),這就給(gei)科(ke)(ke)學(xue)的(de)(de)(de)(de)發(fa)展以推動(dong)力(li)。經過16世紀(ji)的(de)(de)(de)(de)宗(zong)教(jiao)改(gai)革運動(dong)和(he)17世紀(ji)中后期的(de)(de)(de)(de)資產階級革命(ming)運動(dong),英國科(ke)(ke)學(xue)家擁有了當時世界上最為(wei)寬松自由的(de)(de)(de)(de)學(xue)術(shu)環境(jing)。學(xue)術(shu)環境(jing)的(de)(de)(de)(de)改(gai)變,使得(de)對力(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)研究擺脫了不必要(yao)的(de)(de)(de)(de)束縛,催(cui)生(sheng)了經典力(li)學(xue)體系。
個人因素,前人經(jing)驗,寬松的學(xue)術環境和生產(chan)實(shi)踐的發展,構成了經(jing)典力(li)學(xue)體系建立的條(tiao)件和基礎。
不(bu)難預料,經典(dian)力學(xue)的巨(ju)大成功將對人類(lei)社(she)會在各方面將會產生不(bu)可估(gu)量的影響(xiang)。
(一(yi))對自然觀念的(de)影響
牛頓經(jing)典力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)成就(jiu)之大(da)使得它得以廣(guang)泛傳播,深深地改變了(le)人(ren)們的(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)然(ran)(ran)觀(guan)。人(ren)們往往用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)尺度(du)去衡量一切,用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)原理(li)去解(jie)釋(shi)一切自(zi)(zi)然(ran)(ran)現象(xiang),將一切運(yun)動都歸結為(wei)機械運(yun)動,一切運(yun)動的(de)(de)(de)(de)(de)原因都歸結為(wei)力(li),自(zi)(zi)然(ran)(ran)界(jie)是(shi)一架按照力(li)學(xue)(xue)規律(lv)(lv)運(yun)動著(zhu)的(de)(de)(de)(de)(de)機器。這(zhe)種機械唯物(wu)(wu)主義(yi)自(zi)(zi)然(ran)(ran)觀(guan)在(zai)當時是(shi)有(you)進步作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)。由于它把(ba)自(zi)(zi)然(ran)(ran)界(jie)中(zhong)起作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)原因都歸結為(wei)自(zi)(zi)然(ran)(ran)界(jie)本身規律(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong),有(you)利于促(cu)使科學(xue)(xue)家去探索自(zi)(zi)然(ran)(ran)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)規律(lv)(lv)。它能刺激人(ren)們運(yun)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)分析和(he)解(jie)剖的(de)(de)(de)(de)(de)方式,從觀(guan)察和(he)實驗中(zhong)取得更多的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)驗材料,這(zhe)對科學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)發展來說(shuo)也(ye)是(shi)必(bi)要的(de)(de)(de)(de)(de)。但(dan)這(zhe)種思維方式在(zai)一定(ding)程度(du)上忽(hu)視了(le)理(li)論(lun)思維的(de)(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong),忽(hu)視了(le)事物(wu)(wu)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)聯系和(he)發展,因而又有(you)著(zhu)嚴(yan)重的(de)(de)(de)(de)(de)缺陷。
(二)對自然(ran)科(ke)學的(de)影響
牛頓經典(dian)力(li)學(xue)的內(nei)容和研(yan)究方法對自然科學(xue),特別是物理學(xue)起了重(zhong)大的推(tui)動作用,但也存在著消(xiao)極影響。
牛(niu)頓建立的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)體系以(yi)及(ji)他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)(xue)(xue)研(yan)究(jiu)綱領所獲得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成功(gong),在(zai)當時使(shi)科學(xue)(xue)(xue)家們以(yi)為(wei)牛(niu)頓經(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)就是(shi)整(zheng)(zheng)個物理學(xue)(xue)(xue),甚至(zhi)是(shi)全部自然科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)可靠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)最終的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎。在(zai)相當長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)歷(li)史(shi)時期內,牛(niu)頓經(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)名(ming)著《自然哲學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)學(xue)(xue)(xue)原(yuan)理》一(yi)書(shu)成為(wei)了(le)科學(xue)(xue)(xue)家們共(gong)同遵循的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)范,它(ta)支配了(le)當時整(zheng)(zheng)個自然科學(xue)(xue)(xue)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)進程。他(ta)研(yan)究(jiu)問(wen)題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)方(fang)法和(he)(he)原(yuan)理也普遍得(de)到(dao)贊賞和(he)(he)采(cai)用(yong)。牛(niu)頓研(yan)究(jiu)經(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)方(fang)法論(lun)和(he)(he)認識論(lun),如運用(yong)分析(xi)和(he)(he)綜合(he)相結(jie)合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法與公理化方(fang)法及(ji)科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)簡單性原(yuan)則(ze)、尋求因果關系中相似性統(tong)一(yi)性原(yuan)則(ze)、以(yi)實驗為(wei)基礎發現物體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)普遍性原(yuan)則(ze)和(he)(he)正確對待歸納結(jie)論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)則(ze),對后世科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)也影響深遠。
經典力學(xue)不但(dan)對(dui)自(zi)然科(ke)學(xue)產(chan)生(sheng)了很(hen)大影響,在(zai)社會科(ke)學(xue)方面(mian),特別是(shi)對(dui)哲學(xue)和(he)人(ren)類思想發(fa)展,也(ye)產(chan)生(sheng)了重大影響。
在經典力(li)(li)學(xue)的直接影(ying)響(xiang)下,英國(guo)的霍布斯和(he)(he)(he)洛克(ke)建(jian)(jian)立(li)(li)和(he)(he)(he)發(fa)展了機械(xie)唯(wei)物(wu)(wu)主義(yi)哲學(xue),并由(you)于(yu)其強大的影(ying)響(xiang)力(li)(li),使得(de)唯(wei)物(wu)(wu)論從(cong)宗教神學(xue)那里爭(zheng)得(de)了發(fa)言(yan)權,并在隨(sui)后形(xing)成了人類歷(li)史(shi)上唯(wei)物(wu)(wu)主義(yi)和(he)(he)(he)唯(wei)心主義(yi)斗(dou)爭(zheng)最為(wei)激烈的一段時期。經過康德(de)和(he)(he)(he)黑格爾對(dui)辯(bian)證法和(he)(he)(he)機械(xie)唯(wei)物(wu)(wu)主義(yi)的研究和(he)(he)(he)發(fa)展,以及馬克(ke)思和(he)(he)(he)恩格斯對(dui)哲學(xue)已有研究成果的吸收,結合當時科學(xue)發(fa)展成果,最終建(jian)(jian)立(li)(li)了唯(wei)物(wu)(wu)主義(yi)辯(bian)證法。唯(wei)物(wu)(wu)主義(yi)辯(bian)證法的建(jian)(jian)立(li)(li),在很(hen)大程度上得(de)益于(yu)牛(niu)頓經典力(li)(li)學(xue)體系(xi)的建(jian)(jian)立(li)(li)。
近現代科學(xue)(xue)和(he)哲(zhe)學(xue)(xue)是(shi)(shi)(shi)發軔于經典力學(xue)(xue)的(de),正(zheng)是(shi)(shi)(shi)從牛頓建立經典力學(xue)(xue)開(kai)始(shi),人類在思想觀(guan)念上才開(kai)始(shi)真(zhen)正(zheng)走向科學(xue)(xue)化(hua)和(he)現代化(hua),而它對(dui)人類思想領(ling)域的(de)影響也是(shi)(shi)(shi)極其廣泛而深刻的(de)。
事物總是辯(bian)證統一(yi)、一(yi)分為二的(de)。雖然(ran)科(ke)學家(jia)(jia)在運用牛(niu)頓(dun)經典(dian)力學方(fang)法及(ji)成果時(shi)使(shi)自(zi)然(ran)科(ke)學得(de)到(dao)了長足發展(zhan),但當(dang)時(shi)人們在接受和運用牛(niu)頓(dun)的(de)科(ke)學成果之時(shi),沒(mei)有(you)搞清(qing)它(ta)的(de)適用范(fan)圍(wei),也(ye)(ye)作出了不適當(dang)的(de)夸大。例如,當(dang)初有(you)科(ke)學家(jia)(jia)認為所有(you)涉及(ji)到(dao)的(de)物理(li)學問題(ti)都可以歸結為不變的(de)引(yin)力和斥力,因(yin)而只要把(ba)自(zi)然(ran)現(xian)象(xiang)轉化為力就(jiu)行了。結果到(dao)后來,“力”成了對現(xian)象(xiang)和規(gui)律缺乏認識的(de)避(bi)難所,把(ba)當(dang)時(shi)無法解(jie)釋的(de)各(ge)種現(xian)象(xiang)都冠(guan)以各(ge)種不同力的(de)名稱。因(yin)此(ci),牛(niu)頓(dun)經典(dian)力學的(de)內容(rong)及(ji)其研究方(fang)法在推動自(zi)然(ran)科(ke)學發展(zhan)的(de)同時(shi),也(ye)(ye)有(you)產生了很大的(de)消極(ji)影響。
經典力(li)學(xue)把人類(lei)對整個自然(ran)(ran)界(jie)的(de)認(ren)識推進到一個新(xin)水平,牛頓把天上(shang)運(yun)動和(he)地上(shang)運(yun)動統(tong)(tong)一起來,從力(li)學(xue)上(shang)證明了(le)自然(ran)(ran)界(jie)的(de)統(tong)(tong)一性(xing),這是人類(lei)認(ren)識自然(ran)(ran)歷史的(de)第一次大飛躍和(he)理論大綜合,它(ta)開辟(pi)了(le)一個新(xin)時代,并(bing)對學(xue)科發展(zhan)的(de)進程以及(ji)后代科學(xue)家們產生了(le)極其(qi)深刻的(de)影響(xiang)。
經典力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)建立首(shou)次明確了一切自然科(ke)學(xue)(xue)理(li)(li)論應有的(de)(de)基本特征,這標(biao)志(zhi)著近代理(li)(li)論自然科(ke)學(xue)(xue)的(de)(de)誕(dan)生,也(ye)成為(wei)其他各門自然科(ke)學(xue)(xue)的(de)(de)典范(fan)。牛頓運用歸納(na)與(yu)演繹、綜合與(yu)分析的(de)(de)方法極其明晰地得(de)出(chu)了完善的(de)(de)力(li)學(xue)(xue)體系,被后人稱為(wei)科(ke)學(xue)(xue)美(mei)的(de)(de)典范(fan),顯示出(chu)物(wu)(wu)理(li)(li)學(xue)(xue)家在研究(jiu)物(wu)(wu)理(li)(li)時,都傾向于選擇和諧(xie)與(yu)自洽的(de)(de)體系,追求最簡(jian)潔、最理(li)(li)想的(de)(de)形式。
經典(dian)力學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)建立(li)對自(zi)然(ran)科(ke)學(xue)(xue)(xue)和科(ke)技的(de)(de)發展、社(she)會(hui)進(jin)步具有(you)深遠影響。一是(shi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)研(yan)究(jiu)方法推廣(guang)(guang)應用(yong)到物理學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)各個分支學(xue)(xue)(xue)科(ke)上,對經典(dian)物理學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)建立(li)意(yi)義(yi)重大;二是(shi)經典(dian)力學(xue)(xue)(xue)與其他(ta)基礎(chu)科(ke)學(xue)(xue)(xue)相(xiang)結(jie)合(he)產生(sheng)了(le)許多交(jiao)叉學(xue)(xue)(xue)科(ke),促進(jin)了(le)自(zi)然(ran)科(ke)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)進(jin)一步發展。三是(shi)經典(dian)力學(xue)(xue)(xue)在科(ke)學(xue)(xue)(xue)技術(shu)上有(you)廣(guang)(guang)泛的(de)(de)應用(yong),促進(jin)了(le)社(she)會(hui)文明(ming)的(de)(de)發展。
經典(dian)力(li)學的(de)(de)(de)(de)應(ying)用受到(dao)物體(ti)運動速(su)(su)(su)率的(de)(de)(de)(de)限制(zhi),當(dang)物體(ti)運動的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)率接(jie)近真(zhen)空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)光(guang)速(su)(su)(su)時,經典(dian)力(li)學的(de)(de)(de)(de)許多(duo)觀(guan)念(nian)將(jiang)發生重(zhong)大變(bian)化。如(ru)經典(dian)力(li)學中(zhong)認為物體(ti)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量不(bu)僅不(bu)變(bian),并且與物體(ti)的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度或能(neng)量無(wu)關,但(dan)相(xiang)對論研(yan)究則表明,物體(ti)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量將(jiang)隨著運動速(su)(su)(su)率的(de)(de)(de)(de)增加而增大,物體(ti)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量和能(neng)量之間存(cun)在(zai)著密(mi)切的(de)(de)(de)(de)聯系。但(dan)當(dang)物體(ti)運動的(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)度遠小于真(zhen)空中(zhong)的(de)(de)(de)(de)光(guang)速(su)(su)(su)時,經典(dian)力(li)學仍(reng)然(ran)適用。
牛頓運(yun)動定律(lv)不(bu)適(shi)用于微(wei)(wei)觀(guan)(guan)(guan)領(ling)(ling)域(yu)中物(wu)(wu)質結構和(he)能(neng)量(liang)(liang)不(bu)連(lian)續現(xian)(xian)象(xiang)(xiang)。19世(shi)紀(ji)(ji)和(he)20世(shi)紀(ji)(ji)之交,物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)三大發(fa)(fa)現(xian)(xian),即X射(she)線(xian)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)(xian)、電子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)(xian)和(he)放射(she)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)發(fa)(fa)現(xian)(xian),使(shi)物(wu)(wu)理(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)研究由宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)領(ling)(ling)域(yu)進入微(wei)(wei)觀(guan)(guan)(guan)領(ling)(ling)域(yu),特(te)別是20世(shi)紀(ji)(ji)初量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)建(jian)立,出(chu)現(xian)(xian)了(le)與經(jing)典(dian)觀(guan)(guan)(guan)念(nian)不(bu)同的(de)(de)(de)新觀(guan)(guan)(guan)念(nian)。例如:量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)研究表(biao)(biao)明,微(wei)(wei)觀(guan)(guan)(guan)粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)既表(biao)(biao)現(xian)(xian)為粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)性(xing)(xing)又表(biao)(biao)現(xian)(xian)為波(bo)動性(xing)(xing),粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)等(deng)物(wu)(wu)理(li)量(liang)(liang)只(zhi)能(neng)取分立的(de)(de)(de)數值,粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)速度(du)和(he)位置具有(you)不(bu)確定性(xing)(xing),粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)狀態只(zhi)能(neng)用粒(li)(li)子(zi)(zi)(zi)(zi)在空間出(chu)現(xian)(xian)的(de)(de)(de)概(gai)率來描述等(deng)。但(dan)量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)建(jian)立并不(bu)是對經(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)否定,對于宏(hong)觀(guan)(guan)(guan)物(wu)(wu)體的(de)(de)(de)運(yun)動,量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)現(xian)(xian)象(xiang)(xiang)并不(bu)顯著,經(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)依然適(shi)用。
現代物理學的發展,并沒(mei)有使經(jing)典力(li)學失(shi)去(qu)存在(zai)(zai)的價值(zhi),只是拓寬了人們的視野(ye),經(jing)典力(li)學仍將在(zai)(zai)它適用的范圍內大放異(yi)彩(cai)。