牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(Newtonianmechanics)以(yi)牛(niu)頓(dun)(dun)運(yun)動(dong)定律(lv)和(he)(he)萬有(you)(you)引力(li)(li)(li)(li)(li)定律(lv)(見萬有(you)(you)引力(li)(li)(li)(li)(li))為基(ji)礎,研(yan)(yan)(yan)究(jiu)速度(du)遠(yuan)小于光(guang)速的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)宏觀(guan)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)規(gui)律(lv)。狹義(yi)相(xiang)對論(lun)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)速度(du)能(neng)與光(guang)速比擬的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong),量(liang)(liang)子力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)電(dian)子、質子等微(wei)觀(guan)粒子的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)。從(cong)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)范疇來說(shuo),牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)同(tong)(tong)相(xiang)對論(lun)和(he)(he)量(liang)(liang)子力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)相(xiang)區別(bie),牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)是(shi)(shi)(shi)經(jing)(jing)典(dian)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)組成部分(fen)。繼(ji)I.牛(niu)頓(dun)(dun)以(yi)后(hou),J.-L.拉(la)(la)格(ge)(ge)朗日(ri)(ri)和(he)(he)W.R.哈(ha)(ha)密頓(dun)(dun)相(xiang)繼(ji)發(fa)展了新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)。牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)所(suo)著(zhu)重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)如力(li)(li)(li)(li)(li)、動(dong)量(liang)(liang)等都(dou)具有(you)(you)矢量(liang)(liang)性質,而(er)且牛(niu)頓(dun)(dun)方(fang)程是(shi)(shi)(shi)用(yong)矢量(liang)(liang)形式表達的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de),故牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)可(ke)稱為矢量(liang)(liang)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue);拉(la)(la)格(ge)(ge)朗日(ri)(ri)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)密頓(dun)(dun)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)所(suo)著(zhu)重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)是(shi)(shi)(shi)系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)能(neng),它(ta)具有(you)(you)標量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性質,可(ke)以(yi)通過力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)分(fen)原理建立系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)方(fang)程,故拉(la)(la)格(ge)(ge)朗日(ri)(ri)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)密頓(dun)(dun)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)等可(ke)統(tong)稱為分(fen)析力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)。因此,從(cong)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)(yan)(yan)究(jiu)方(fang)法和(he)(he)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)來說(shuo),牛(niu)頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)同(tong)(tong)拉(la)(la)格(ge)(ge)朗日(ri)(ri)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)密頓(dun)(dun)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)相(xiang)區別(bie);但從(cong)經(jing)(jing)典(dian)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)本原理來說(shuo),拉(la)(la)格(ge)(ge)朗日(ri)(ri)方(fang)程和(he)(he)哈(ha)(ha)密頓(dun)(dun)原理同(tong)(tong)牛(niu)頓(dun)(dun)定律(lv)是(shi)(shi)(shi)等價的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。然而(er),哈(ha)(ha)密頓(dun)(dun)原理能(neng)應用(yong)于較廣(guang)泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理現象。將拉(la)(la)格(ge)(ge)朗日(ri)(ri)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)密頓(dun)(dun)體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)(尤其是(shi)(shi)(shi)后(hou)者(zhe))應用(yong)于物(wu)(wu)理學(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)(he)天體(ti)(ti)(ti)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)中廣(guang)泛(fan)出現的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)保守(shou)系(xi)(xi)(xi)統(tong),有(you)(you)極大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)優點。例(li)如,這兩個體(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)點和(he)(he)方(fang)法對天體(ti)(ti)(ti)力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)攝(she)動(dong)理論(lun)和(he)(he)經(jing)(jing)典(dian)統(tong)計力(li)(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)性研(yan)(yan)(yan)究(jiu)有(you)(you)較大(da)價值。
牛頓于1643年1月4日生于英(ying)格(ge)蘭(lan)林肯郡格(ge)蘭(lan)瑟姆附近的沃爾索普村。1661年入英(ying)國(guo)劍(jian)橋大學(xue)(xue)(xue)圣三(san)(san)一學(xue)(xue)(xue)院(yuan),1665年獲文(wen)學(xue)(xue)(xue)士學(xue)(xue)(xue)位(wei)(wei)。隨后兩年在(zai)家鄉躲避(bi)鼠疫,他(ta)在(zai)此間(jian)制定了(le)一生大多(duo)數重(zhong)要科學(xue)(xue)(xue)創造(zao)的藍(lan)圖。1667年牛頓回劍(jian)橋后當選(xuan)為劍(jian)橋大學(xue)(xue)(xue)三(san)(san)一學(xue)(xue)(xue)院(yuan)院(yuan)委,次(ci)年獲碩士學(xue)(xue)(xue)位(wei)(wei)。1669年任劍(jian)橋大學(xue)(xue)(xue)盧卡斯數學(xue)(xue)(xue)教授席位(wei)(wei)直到1701年。1696年任皇家造(zao)幣廠監督,并移居倫敦(dun)(dun)。1703年任英(ying)國(guo)皇家學(xue)(xue)(xue)會會長(chang)。1706年受(shou)英(ying)國(guo)女(nv)王安(an)娜封爵。在(zai)晚(wan)年,牛頓潛心于自然哲學(xue)(xue)(xue)與神學(xue)(xue)(xue)。1727年3月20日,牛頓在(zai)倫敦(dun)(dun)病逝(shi),享年84歲。
備注:牛頓是(shi)儒略歷1642年(nian)(nian)12月25日,即(ji)格里歷(陽(yang)歷)1643年(nian)(nian)1月4日,所以(yi)正確的出生(sheng)日期(qi)是(shi)1月4號。
牛(niu)(niu)頓(dun)(dun)力學( Newton's Mechanics )是以牛(niu)(niu)頓(dun)(dun)運動定(ding)律為基礎,在17世(shi)紀以后發(fa)展(zhan)起來(lai)的。直接以牛(niu)(niu)頓(dun)(dun)運動定(ding)律為出發(fa)點(dian)來(lai)研(yan)究(jiu)質點(dian)系統的運動,這就是牛(niu)(niu)頓(dun)(dun)力學。
艾薩克(ke)牛(niu)頓爵士試圖使用慣性與力的(de)概念描(miao)述(shu)所有物(wu)體的(de)運動,所以他找尋出它們服從確(que)定的(de)守恒定律(lv)(lv)。在1687年,牛(niu)頓接著出版(ban)了他的(de)自(zi)然(ran)哲學的(de)數學原理(li)論(lun)文。在這(zhe)里牛(niu)頓開創了三個運動定律(lv)(lv),到(dao)了今日(ri)還是描(miao)述(shu)力的(de)方式。
牛(niu)頓力學涉及很(hen)多方面,他們都(dou)涉及最基本的三個(ge)定律。
內容:一切物體在沒有受到力或(huo)(huo)合力為零的作(zuo)用時,總保持(chi)靜(jing)止狀態或(huo)(huo)勻(yun)速(su)直線運動狀態。
說明:物(wu)(wu)體都有維持靜止和(he)(he)作勻速(su)直線運動的(de)趨勢,因此物(wu)(wu)體的(de)運動狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)是由它的(de)運動速(su)度(du)決定(ding)(ding)的(de),沒有外力,它的(de)運動狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)是不會改(gai)變(bian)(bian)的(de)。物(wu)(wu)體的(de)這種性(xing)質稱(cheng)為慣(guan)性(xing)。所以(yi)牛頓第一定(ding)(ding)律也稱(cheng)為慣(guan)性(xing)定(ding)(ding)律。第一定(ding)(ding)律也闡明了(le)力的(de)概念。明確了(le)力是物(wu)(wu)體間(jian)的(de)相(xiang)互作用,指出了(le)是力改(gai)變(bian)(bian)了(le)物(wu)(wu)體的(de)運動狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)。因為加速(su)度(du)是描寫(xie)物(wu)(wu)體運動狀(zhuang)(zhuang)態(tai)(tai)的(de)變(bian)(bian)化,所以(yi)力是和(he)(he)加速(su)度(du)相(xiang)聯(lian)系的(de),而不是和(he)(he)速(su)度(du)相(xiang)聯(lian)系的(de)。在(zai)日常生活中不注意這點,往(wang)往(wang)容易產生錯(cuo)覺(jue)。
注意:牛頓(dun)第一定律并(bing)不是(shi)在(zai)所(suo)有的(de)參照系里都成(cheng)立(li),實際上它(ta)只在(zai)慣(guan)性參照系里才(cai)成(cheng)立(li)。因(yin)此(ci)常(chang)常(chang)把(ba)牛頓(dun)第一定律是(shi)否成(cheng)立(li),作為一個參照系是(shi)否慣(guan)性參照系的(de)判(pan)據。
內容:物(wu)體(ti)在(zai)受(shou)到(dao)合外力的作用會(hui)產生加速(su)(su)度(du),加速(su)(su)度(du)的方向和(he)合外力的方向相同,加速(su)(su)度(du)的大小與合外力的大小成(cheng)正(zheng)比,與物(wu)體(ti)的慣性質量(liang)成(cheng)反比。
公式:F=ma,F為(wei)合外(wai)力(li)
牛頓第二定(ding)律定(ding)量(liang)(liang)描述了力作用的效果(guo),定(ding)量(liang)(liang)地量(liang)(liang)度了物(wu)體的慣性大小。它是矢量(liang)(liang)式,并且是瞬時關系(xi)。
要強(qiang)調的(de)是(shi),物體受到(dao)的(de)不為零合(he)外力,會產生加速度(du),使物體的(de)運動狀態或速度(du)發(fa)生改變(bian),但是(shi)這(zhe)種改變(bian)是(shi)和物體本身的(de)運動狀態有關的(de)。
局限:該定律只適用于宏觀物體(ti)的低速運動。
內容:兩個物體之(zhi)間(jian)的作用(yong)力和(he)反(fan)作用(yong)力,在同一條(tiao)直線上(shang),大小相(xiang)等,方向相(xiang)反(fan)。
需要注意:
(1)作(zuo)用力和反作(zuo)用力是沒(mei)有主次、先后之分(fen)。同(tong)時產生、同(tong)時消失。
(2)這一對力是作用在不同物體上,不可能抵消。
(3)作(zuo)用力和(he)反(fan)作(zuo)用力必須是(shi)同一性(xing)質的力。
(4)與參照系(xi)無關。
質(zhi)(zhi)點的(de)(de)(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)m與其速度(du)v的(de)(de)(de)(de)乘積(mv)。動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)是(shi)矢(shi)量(liang)(liang),用符號p表(biao)示。質(zhi)(zhi)點組(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)為(wei)(wei)組(zu)(zu)內各質(zhi)(zhi)點動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)矢(shi)量(liang)(liang)和。物體(ti)的(de)(de)(de)(de)機(ji)械(xie)運動(dong)(dong)(dong)(dong)都不(bu)是(shi)孤立地發生的(de)(de)(de)(de),它(ta)與周(zhou)圍(wei)(wei)物體(ti)間存(cun)在著相(xiang)互(hu)作(zuo)用,這種(zhong)相(xiang)互(hu)作(zuo)用表(biao)現為(wei)(wei)運動(dong)(dong)(dong)(dong)物體(ti)與周(zhou)圍(wei)(wei)物體(ti)間發生著機(ji)械(xie)運動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)(chuan)遞(di)(或轉(zhuan)移)過(guo)程,動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)正(zheng)是(shi)從機(ji)械(xie)運動(dong)(dong)(dong)(dong)傳(chuan)(chuan)遞(di)這個角度(du)量(liang)(liang)度(du)機(ji)械(xie)運動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)物理量(liang)(liang),這種(zhong)傳(chuan)(chuan)遞(di)是(shi)等量(liang)(liang)地進(jin)行(xing)的(de)(de)(de)(de),物體(ti)2把多(duo)少機(ji)械(xie)運動(dong)(dong)(dong)(dong)(動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang))傳(chuan)(chuan)遞(di)給物體(ti)1,物體(ti)2將失去等量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang),傳(chuan)(chuan)遞(di)的(de)(de)(de)(de)結果是(shi)兩者的(de)(de)(de)(de)總(zong)動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)保持不(bu)變。從動(dong)(dong)(dong)(dong)力(li)學(xue)角度(du)看,力(li)反映了動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)傳(chuan)(chuan)遞(di)快慢的(de)(de)(de)(de)情(qing)況。與實物一樣,電(dian)磁(ci)場也具有(you)動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)。例如光子的(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)為(wei)(wei)p=h/(2π)k,其中h為(wei)(wei)普朗克(ke)常(chang)量(liang)(liang),k為(wei)(wei)波長,其大小為(wei)(wei)k=(2π)/λ(λ為(wei)(wei)波長),方(fang)向沿(yan)波傳(chuan)(chuan)播(bo)方(fang)向。在國際單位制中,動(dong)(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)單位為(wei)(wei)千克(ke)·米/秒(kg·m/s)。
動量守恒(heng)定(ding)律(lv)是(shi)最早發現的(de)一條守恒(heng)定(ding)律(lv),它起源于16~17世紀(ji)西歐的(de)哲(zhe)學家們(men)對宇(yu)宙運(yun)動的(de)哲(zhe)學思考。
觀(guan)察周圍運動(dong)(dong)著的(de)(de)(de)(de)物體,我們看(kan)(kan)到它(ta)們中的(de)(de)(de)(de)大多(duo)數,例如跳動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)皮球、飛行的(de)(de)(de)(de)子(zi)彈(dan)、走(zou)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)時(shi)鐘、運轉的(de)(de)(de)(de)機(ji)器,都(dou)會停下來(lai)(lai)。看(kan)(kan)來(lai)(lai)宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)間運動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)總(zong)量似乎在(zai)減(jian)少(shao)。整個宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)是(shi)(shi)(shi)不(bu)是(shi)(shi)(shi)也像(xiang)一架機(ji)器那樣(yang),總(zong)有(you)一天會停下來(lai)(lai)呢?但是(shi)(shi)(shi),千(qian)百年來(lai)(lai)對天體運動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)觀(guan)測,并沒有(you)發(fa)現宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)運動(dong)(dong)有(you)減(jian)少(shao)的(de)(de)(de)(de)跡象。生(sheng)活(huo)在(zai)16、17世紀的(de)(de)(de)(de)許多(duo)哲(zhe)學家(jia)認為,宇(yu)(yu)宙(zhou)(zhou)間運動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)總(zong)量是(shi)(shi)(shi)不(bu)會減(jian)少(shao)的(de)(de)(de)(de),只(zhi)要能找到一個合(he)適的(de)(de)(de)(de)物理量來(lai)(lai)量度(du)運動(dong)(dong),就會看(kan)(kan)到運動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)總(zong)量是(shi)(shi)(shi)守恒的(de)(de)(de)(de)。這個合(he)適的(de)(de)(de)(de)物理量到底是(shi)(shi)(shi)什(shen)么呢?
法國哲學家(jia)(jia)兼數學家(jia)(jia)、物(wu)理學家(jia)(jia)笛卡兒提出,質(zhi)量(liang)和速率的(de)乘積是一(yi)個(ge)合適的(de)物(wu)理量(liang)。可是后來,荷(he)蘭(lan)數學家(jia)(jia)、物(wu)理學家(jia)(jia)惠更斯(1629—1695)在研(yan)究碰撞(zhuang)問題時(shi)發現:按照笛卡兒的(de)定義,兩個(ge)物(wu)體運(yun)動(dong)的(de)總(zong)量(liang)在碰撞(zhuang)前后不一(yi)定守恒。
牛頓在(zai)總(zong)(zong)結這些人工作的(de)(de)基(ji)礎(chu)上(shang),把笛卡(ka)兒的(de)(de)定(ding)義作了(le)重(zhong)要的(de)(de)修改,即(ji)不(bu)用質量(liang)和速率的(de)(de)乘積,而用質量(liang)和速度的(de)(de)乘積,這樣(yang)就(jiu)找到了(le)量(liang)度運(yun)(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)合適的(de)(de)物(wu)(wu)理量(liang)。牛頓把它叫做“運(yun)(yun)動(dong)(dong)量(liang)”,就(jiu)是我們現(xian)今說的(de)(de)動(dong)(dong)量(liang)。1687年,牛頓在(zai)他的(de)(de)《自然哲學的(de)(de)數學原理》一(yi)(yi)書中(zhong)指出:某一(yi)(yi)方(fang)向的(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)總(zong)(zong)和減去相反方(fang)向的(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)總(zong)(zong)和所得的(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)(dong)量(liang),不(bu)因(yin)物(wu)(wu)體(ti)間的(de)(de)相互作用而發生變化;還指出了(le)兩個(ge)或兩個(ge)以上(shang)相互作用的(de)(de)物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)共同重(zhong)心的(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)(dong)狀態(tai),也(ye)不(bu)因(yin)這些物(wu)(wu)體(ti)間的(de)(de)相互作用而改變,總(zong)(zong)是保持靜(jing)止或做勻速直線(xian)運(yun)(yun)動(dong)(dong)。
動量守恒定(ding)(ding)律(lv)的適用范圍比牛(niu)頓(dun)運動定(ding)(ding)律(lv)更廣
近代的科學(xue)實驗和理論分(fen)析都表明:在自然界(jie)中,大到天(tian)體間(jian)的相互作(zuo)用(yong),小到如(ru)質子(zi)、中子(zi)等基本粒(li)子(zi)間(jian)的相互作(zuo)用(yong),都遵(zun)守(shou)動(dong)量(liang)守(shou)恒定律(lv)。因此,它是(shi)自然界(jie)中最重(zhong)要、最普遍(bian)的客(ke)觀規律(lv)之(zhi)一,比牛頓(dun)(dun)運(yun)動(dong)定律(lv)的適用(yong)范(fan)圍更(geng)廣(guang)。下面舉一個牛頓(dun)(dun)運(yun)動(dong)定律(lv)不適用(yong)而(er)動(dong)量(liang)守(shou)恒定律(lv)適用(yong)的例子(zi)。
在我(wo)們(men)考察(cha)光的(de)發(fa)(fa)射和吸收時,會(hui)看到這樣一種現象:在宇宙(zhou)空間(jian)中(zhong)某個地方有(you)時會(hui)突然發(fa)(fa)出非常明亮的(de)光,這就是超新星。可是它很快就逐漸暗淡下來(lai)。光從這樣一顆(ke)超新星出發(fa)(fa)到達(da)地球需(xu)要幾百萬年,而相比之(zhi)下超新星從發(fa)(fa)光到熄滅的(de)時間(jian)就顯得太短了(le)。
當(dang)光從超新(xin)(xin)星到達地(di)(di)球時,它給地(di)(di)球一(yi)個輕微的推動,而與(yu)此同時地(di)(di)球卻無法(fa)給超新(xin)(xin)星一(yi)個輕微的推動,因(yin)為它已(yi)經消失了(le)(le)。因(yin)此,如果我們想像一(yi)下地(di)(di)球與(yu)超新(xin)(xin)星之(zhi)間的相(xiang)互作用,在同一(yi)瞬間就不是大(da)小(xiao)相(xiang)等、方(fang)向相(xiang)反了(le)(le)。這時,牛頓第三定律(lv)顯然已(yi)不適用了(le)(le)。
雖然如此,動(dong)(dong)量(liang)守恒(heng)定律還(huan)是正確的(de)(de)(de)(de)。不過,我們必須把(ba)光(guang)(guang)也考慮(lv)(lv)在內(nei)。當超新星發射光(guang)(guang)時,星體(ti)反沖,得到(dao)動(dong)(dong)量(liang),同時光(guang)(guang)也帶走了(le)大小相等而(er)方(fang)向(xiang)相反的(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)量(liang)。等經過幾(ji)百(bai)萬年之后(hou)光(guang)(guang)到(dao)達地球(qiu)時,光(guang)(guang)把(ba)它的(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)量(liang)傳給了(le)地球(qiu)。這(zhe)里要注意的(de)(de)(de)(de)是:動(dong)(dong)量(liang)不僅可以(yi)為實物所攜帶,而(er)且可以(yi)隨著光(guang)(guang)輻射一起傳播。當我們考慮(lv)(lv)到(dao)上述(shu)這(zhe)點時,動(dong)(dong)量(liang)守恒(heng)定律還(huan)是正確的(de)(de)(de)(de)。
牛頓經(jing)典(dian)力(li)學(xue)體系的(de)(de)(de)建立開辟了(le)科學(xue)發展的(de)(de)(de)一個新(xin)天(tian)地、新(xin)時代。經(jing)典(dian)力(li)學(xue)的(de)(de)(de)廣泛傳播和(he)運用(yong)(yong)對人(ren)們的(de)(de)(de)生活和(he)思想產(chan)(chan)(chan)生了(le)重(zhong)大影(ying)響,在(zai)一定程度上(shang)推動了(le)人(ren)類(lei)社(she)會的(de)(de)(de)發展進(jin)步(bu)。但經(jing)典(dian)力(li)學(xue)存(cun)在(zai)的(de)(de)(de)固有缺點(dian)(dian)和(he)局限性(xing)也在(zai)一定程度上(shang)阻礙了(le)人(ren)類(lei)社(she)會的(de)(de)(de)進(jin)步(bu),產(chan)(chan)(chan)生了(le)消極作(zuo)用(yong)(yong)。本文將以(yi)經(jing)典(dian)力(li)學(xue)的(de)(de)(de)建立背景為起(qi)點(dian)(dian),進(jin)一步(bu)用(yong)(yong)辯證的(de)(de)(de)方法分析經(jing)典(dian)力(li)學(xue)在(zai)人(ren)類(lei)歷史與現(xian)實(shi)中(zhong)發揮的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)(yong)與產(chan)(chan)(chan)生的(de)(de)(de)不(bu)良影(ying)響。
17世(shi)紀的(de)(de)(de)(de)(de)歐(ou)洲,經過許多(duo)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)家(jia)的(de)(de)(de)(de)(de)努力(li),在天文學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)方面(mian)積(ji)累了(le)豐富資料的(de)(de)(de)(de)(de)基礎上(shang),英國科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)家(jia)牛頓(dun)實現(xian)了(le)天上(shang)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)地上(shang)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)綜合(he)(he),形成了(le)統一的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體系——經典(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)。經典(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體系的(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)立,是人類(lei)認(ren)識自然及歷史(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)第一次大飛躍和(he)理(li)論的(de)(de)(de)(de)(de)大綜合(he)(he),它開辟(pi)了(le)一個新的(de)(de)(de)(de)(de)時代,并對科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)發展的(de)(de)(de)(de)(de)進程以及人類(lei)生(sheng)產生(sheng)活和(he)思維(wei)方式產生(sheng)極其(qi)深刻的(de)(de)(de)(de)(de)影響。牛頓(dun)經典(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)立是科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)形態上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)重要(yao)變(bian)革,標志(zhi)著近代理(li)論自然科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)誕生(sheng),并成為其(qi)他各門自然科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)典(dian)范(fan)。
牛(niu)頓經(jing)典力學(xue)(xue)體系的(de)建立得益于已有(you)的(de)科(ke)學(xue)(xue)成就。哥白(bai)尼、伽利略、開普勒、笛(di)卡爾等人(ren)在天文(wen)學(xue)(xue)、力學(xue)(xue)、光(guang)學(xue)(xue)、數(shu)學(xue)(xue)等方面的(de)貢獻(xian),為經(jing)典力學(xue)(xue)奠定了堅(jian)實的(de)基礎,特(te)別(bie)是(shi)(shi)伽利略與開普勒對(dui)牛(niu)頓經(jing)典力學(xue)(xue)體系的(de)建立更是(shi)(shi)有(you)著極(ji)其重要的(de)影響。
伽利略通(tong)過對自由(you)落體的(de)(de)(de)(de)研究,已經發(fa)現(xian)了(le)慣性運(yun)動和在重(zhong)力(li)作(zuo)用(yong)(yong)下(xia)的(de)(de)(de)(de)勻加(jia)速運(yun)動,奠定了(le)牛(niu)(niu)頓(dun)第(di)一定律(lv)和第(di)二(er)定律(lv)的(de)(de)(de)(de)基本思(si)想。伽利略關于(yu)拋物體運(yun)動定律(lv)的(de)(de)(de)(de)發(fa)現(xian),對牛(niu)(niu)頓(dun)萬有(you)引力(li)的(de)(de)(de)(de)學說(shuo)也有(you)深刻的(de)(de)(de)(de)啟(qi)示作(zuo)用(yong)(yong)。開(kai)普勒所發(fa)現(xian)的(de)(de)(de)(de)行星運(yun)動定律(lv)則是牛(niu)(niu)頓(dun)萬有(you)引力(li)學說(shuo)產生的(de)(de)(de)(de)最重(zhong)要前(qian)(qian)提。牛(niu)(niu)頓(dun)非常善于(yu)廣泛(fan)汲(ji)取(qu)前(qian)(qian)人(ren)的(de)(de)(de)(de)科(ke)學成果并(bing)綜合運(yun)用(yong)(yong)多(duo)方面的(de)(de)(de)(de)知識(shi)進(jin)行跨(kua)學科(ke)的(de)(de)(de)(de)研究,通(tong)過吸收前(qian)(qian)人(ren)的(de)(de)(de)(de)科(ke)學研究成果,牛(niu)(niu)頓(dun)為經典力(li)學體系(xi)的(de)(de)(de)(de)建(jian)立充實了(le)知識(shi)準備。
雖然經(jing)(jing)典力(li)(li)學(xue)建(jian)立在(zai)(zai)豐富的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)經(jing)(jing)驗(yan)之上,但(dan)經(jing)(jing)典力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)建(jian)立和(he)(he)牛(niu)頓的(de)(de)(de)個(ge)人原(yuan)因(yin)有(you)(you)不可分(fen)割的(de)(de)(de)關系。牛(niu)頓從青少年時代(dai)就(jiu)對科(ke)學(xue)抱有(you)(you)濃厚的(de)(de)(de)興趣、極(ji)強的(de)(de)(de)求(qiu)知欲(yu)和(he)(he)探索欲(yu)望,學(xue)習非常勤(qin)奮(fen)。但(dan)他(ta)(ta)從不死讀書,喜歡通過(guo)實(shi)驗(yan)來(lai)(lai)取得真知,并親自動手設計和(he)(he)制作了(le)許多機械裝置(zhi)和(he)(he)用品,這使他(ta)(ta)打下了(le)廣博而(er)扎(zha)實(shi)的(de)(de)(de)知識基礎,同時也具有(you)(you)創新(xin)意識和(he)(he)動手能力(li)(li)。雖然牛(niu)頓是(shi)天(tian)才(cai),智力(li)(li)水平(ping)很高,但(dan)他(ta)(ta)的(de)(de)(de)天(tian)才(cai)還來(lai)(lai)源(yuan)于他(ta)(ta)的(de)(de)(de)勤(qin)奮(fen)。他(ta)(ta)在(zai)(zai)研究中(zhong)十分(fen)投入,而(er)且常常夜(ye)以繼日地學(xue)習、工作。這些都培養和(he)(he)鍛煉了(le)牛(niu)頓的(de)(de)(de)科(ke)學(xue)精(jing)神,為日后的(de)(de)(de)研究打下了(le)堅實(shi)的(de)(de)(de)基礎。
牛頓經(jing)(jing)典力學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)建立,還與他所處的(de)(de)(de)(de)時代和社會有關。歐洲經(jing)(jing)過(guo)(guo)16世紀百余年(nian)的(de)(de)(de)(de)宗(zong)教和政(zheng)(zheng)治改革的(de)(de)(de)(de)大變(bian)動之(zhi)后,到17世紀下(xia)半(ban)葉進入了(le)一個政(zheng)(zheng)治上(shang)轉為安寧,經(jing)(jing)濟上(shang)趨于繁榮的(de)(de)(de)(de)時期。生產(chan)實踐為力學(xue)(xue)(xue)研究提出了(le)許多問題,這就(jiu)給(gei)科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)發展以推動力。經(jing)(jing)過(guo)(guo)16世紀的(de)(de)(de)(de)宗(zong)教改革運動和17世紀中(zhong)后期的(de)(de)(de)(de)資產(chan)階級革命運動,英國科學(xue)(xue)(xue)家擁(yong)有了(le)當時世界上(shang)最為寬松自由的(de)(de)(de)(de)學(xue)(xue)(xue)術環(huan)境(jing)。學(xue)(xue)(xue)術環(huan)境(jing)的(de)(de)(de)(de)改變(bian),使得對力學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)研究擺脫了(le)不必要的(de)(de)(de)(de)束縛,催(cui)生了(le)經(jing)(jing)典力學(xue)(xue)(xue)體系。
個人(ren)因(yin)素,前人(ren)經驗(yan),寬松的學(xue)術環境和(he)生(sheng)產(chan)實踐的發展,構成(cheng)了經典力學(xue)體系(xi)建立的條件和(he)基礎(chu)。
不難預料,經典力學(xue)的巨大成功將對人(ren)類(lei)社會在各方(fang)面將會產生(sheng)不可估量的影(ying)響。
(一)對自然觀念的影響
牛頓經典力(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)成(cheng)就之大使(shi)得(de)(de)它(ta)得(de)(de)以(yi)廣泛傳播(bo),深深地改變了人們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)自(zi)然觀。人們(men)(men)往(wang)往(wang)用力(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)度去(qu)衡(heng)量一(yi)(yi)(yi)切(qie),用力(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)理去(qu)解釋一(yi)(yi)(yi)切(qie)自(zi)然現象,將一(yi)(yi)(yi)切(qie)運動都(dou)(dou)歸結為機械(xie)運動,一(yi)(yi)(yi)切(qie)運動的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)因都(dou)(dou)歸結為力(li),自(zi)然界(jie)是(shi)一(yi)(yi)(yi)架按(an)照力(li)學(xue)規(gui)律(lv)運動著的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)機器。這種機械(xie)唯物(wu)主(zhu)義自(zi)然觀在當時是(shi)有進步作用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。由于它(ta)把自(zi)然界(jie)中起作用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)因都(dou)(dou)歸結為自(zi)然界(jie)本身規(gui)律(lv)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用,有利(li)于促使(shi)科學(xue)家(jia)去(qu)探索自(zi)然界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)規(gui)律(lv)。它(ta)能刺激(ji)人們(men)(men)運用分析和(he)解剖的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)方式(shi),從觀察和(he)實驗中取(qu)得(de)(de)更多的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)經驗材(cai)料,這對科學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展來(lai)說也是(shi)必(bi)要的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。但這種思維方式(shi)在一(yi)(yi)(yi)定程度上忽視(shi)了理論思維的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用,忽視(shi)了事物(wu)之間的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)聯系和(he)發展,因而又(you)有著嚴重的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)缺陷。
(二)對自然(ran)科學的影(ying)響
牛頓經典力學(xue)的(de)內(nei)容(rong)和研究方法對自然(ran)科學(xue),特別是物理學(xue)起了重(zhong)大的(de)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)經(jing)(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)體系以及他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)(xue)(xue)研(yan)究綱領(ling)所獲得(de)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)成功,在(zai)當時使科學(xue)(xue)(xue)家們以為牛(niu)頓經(jing)(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)就是整(zheng)個物理(li)學(xue)(xue)(xue),甚(shen)至是全部自(zi)然科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)靠的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最終(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基礎(chu)。在(zai)相(xiang)當長的(de)(de)(de)(de)(de)(de)歷史時期內,牛(niu)頓經(jing)(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)名著《自(zi)然哲學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數學(xue)(xue)(xue)原(yuan)(yuan)理(li)》一書成為了科學(xue)(xue)(xue)家們共(gong)同遵循的(de)(de)(de)(de)(de)(de)規范,它支配(pei)了當時整(zheng)個自(zi)然科學(xue)(xue)(xue)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)進程。他(ta)研(yan)究問題的(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)方(fang)法和(he)(he)原(yuan)(yuan)理(li)也普(pu)遍(bian)得(de)到贊賞和(he)(he)采(cai)用。牛(niu)頓研(yan)究經(jing)(jing)典力(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)方(fang)法論(lun)和(he)(he)認識(shi)論(lun),如運用分析和(he)(he)綜合(he)相(xiang)結合(he)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法與公理(li)化(hua)方(fang)法及科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)簡單性原(yuan)(yuan)則、尋求因果關系中相(xiang)似性統一性原(yuan)(yuan)則、以實驗為基礎(chu)發現物體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)普(pu)遍(bian)性原(yuan)(yuan)則和(he)(he)正確對(dui)待歸納結論(lun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)則,對(dui)后世科學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)也影響深(shen)遠(yuan)。
經典力學(xue)不但(dan)對自然科學(xue)產生了(le)很(hen)大影響,在社會科學(xue)方面,特別是對哲學(xue)和人類(lei)思想發展,也產生了(le)重大影響。
在(zai)經(jing)(jing)典力學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)直(zhi)接影響下,英國的(de)(de)(de)(de)(de)霍布斯和(he)(he)洛克(ke)建立和(he)(he)發展(zhan)(zhan)了(le)機(ji)械(xie)唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)哲(zhe)(zhe)學(xue),并由于(yu)其強大的(de)(de)(de)(de)(de)影響力,使得唯(wei)(wei)(wei)(wei)物論(lun)從宗教神(shen)學(xue)那里爭(zheng)(zheng)得了(le)發言權,并在(zai)隨后形成了(le)人(ren)類歷史上(shang)唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)和(he)(he)唯(wei)(wei)(wei)(wei)心主(zhu)義(yi)斗爭(zheng)(zheng)最為激烈的(de)(de)(de)(de)(de)一段時(shi)期(qi)。經(jing)(jing)過康(kang)德(de)和(he)(he)黑格(ge)爾對(dui)辯證(zheng)法(fa)和(he)(he)機(ji)械(xie)唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)研究和(he)(he)發展(zhan)(zhan),以及馬克(ke)思(si)和(he)(he)恩格(ge)斯對(dui)哲(zhe)(zhe)學(xue)已(yi)有(you)研究成果的(de)(de)(de)(de)(de)吸收,結合當時(shi)科學(xue)發展(zhan)(zhan)成果,最終建立了(le)唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)辯證(zheng)法(fa)。唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)辯證(zheng)法(fa)的(de)(de)(de)(de)(de)建立,在(zai)很(hen)大程(cheng)度上(shang)得益于(yu)牛(niu)頓經(jing)(jing)典力學(xue)體系(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)建立。
近現代科(ke)學(xue)(xue)(xue)和哲(zhe)學(xue)(xue)(xue)是(shi)發軔于經典力學(xue)(xue)(xue)的(de),正是(shi)從牛頓建立(li)經典力學(xue)(xue)(xue)開始(shi),人類在思想觀念上才(cai)開始(shi)真正走向科(ke)學(xue)(xue)(xue)化和現代化,而它對(dui)人類思想領域的(de)影(ying)響也是(shi)極其廣泛而深刻的(de)。
事物總是(shi)辯證統一(yi)、一(yi)分為二的(de)(de)(de)。雖然科(ke)(ke)學家在運用牛頓(dun)經典力(li)(li)學方(fang)法(fa)及成(cheng)果(guo)時(shi)(shi)使自然科(ke)(ke)學得(de)到了(le)長足發(fa)展(zhan),但當時(shi)(shi)人們在接受和運用牛頓(dun)的(de)(de)(de)科(ke)(ke)學成(cheng)果(guo)之時(shi)(shi),沒有(you)搞清它的(de)(de)(de)適用范圍(wei),也作出(chu)了(le)不(bu)適當的(de)(de)(de)夸大。例(li)如,當初有(you)科(ke)(ke)學家認為所有(you)涉及到的(de)(de)(de)物理學問題都可以(yi)歸結為不(bu)變的(de)(de)(de)引力(li)(li)和斥(chi)力(li)(li),因而只(zhi)要(yao)把自然現象(xiang)轉化為力(li)(li)就(jiu)行(xing)了(le)。結果(guo)到后來,“力(li)(li)”成(cheng)了(le)對(dui)現象(xiang)和規律缺乏(fa)認識(shi)的(de)(de)(de)避(bi)難(nan)所,把當時(shi)(shi)無法(fa)解釋(shi)的(de)(de)(de)各(ge)種現象(xiang)都冠以(yi)各(ge)種不(bu)同力(li)(li)的(de)(de)(de)名稱。因此,牛頓(dun)經典力(li)(li)學的(de)(de)(de)內容及其研究方(fang)法(fa)在推動自然科(ke)(ke)學發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)同時(shi)(shi),也有(you)產(chan)生(sheng)了(le)很大的(de)(de)(de)消極影響。
經典力(li)學(xue)(xue)把(ba)(ba)人(ren)類對整個自然界的(de)認識(shi)推進到一(yi)個新水平,牛頓(dun)把(ba)(ba)天上運動和地上運動統一(yi)起來,從力(li)學(xue)(xue)上證明了(le)(le)自然界的(de)統一(yi)性,這是(shi)人(ren)類認識(shi)自然歷(li)史的(de)第一(yi)次大飛躍和理(li)論大綜合,它開辟了(le)(le)一(yi)個新時代,并對學(xue)(xue)科發展的(de)進程以(yi)及(ji)后代科學(xue)(xue)家(jia)們產生了(le)(le)極其深刻的(de)影響(xiang)。
經典(dian)力學(xue)(xue)的(de)(de)(de)建立(li)首次明確了(le)一切自然科(ke)(ke)學(xue)(xue)理(li)論應(ying)有的(de)(de)(de)基本特征,這標志著近代理(li)論自然科(ke)(ke)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)誕生(sheng),也成為其他各門自然科(ke)(ke)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)典(dian)范。牛(niu)頓運用歸(gui)納與(yu)(yu)演繹(yi)、綜合與(yu)(yu)分(fen)析的(de)(de)(de)方法極(ji)其明晰地得(de)出了(le)完善的(de)(de)(de)力學(xue)(xue)體系,被后人稱(cheng)為科(ke)(ke)學(xue)(xue)美的(de)(de)(de)典(dian)范,顯示出物(wu)理(li)學(xue)(xue)家在(zai)研(yan)究物(wu)理(li)時,都傾向于(yu)選(xuan)擇(ze)和諧(xie)與(yu)(yu)自洽的(de)(de)(de)體系,追求最(zui)簡潔、最(zui)理(li)想的(de)(de)(de)形式。
經(jing)典(dian)(dian)力學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)建立(li)對自然科(ke)學(xue)(xue)(xue)和科(ke)技的(de)(de)發(fa)展、社會(hui)進(jin)(jin)步具有(you)深遠(yuan)影響(xiang)。一(yi)是(shi)科(ke)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)研究方法推廣(guang)應用到物理學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)各(ge)個分(fen)支學(xue)(xue)(xue)科(ke)上,對經(jing)典(dian)(dian)物理學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)建立(li)意義重大;二是(shi)經(jing)典(dian)(dian)力學(xue)(xue)(xue)與其他基礎科(ke)學(xue)(xue)(xue)相結合產(chan)生了(le)(le)許多交叉學(xue)(xue)(xue)科(ke),促(cu)進(jin)(jin)了(le)(le)自然科(ke)學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)進(jin)(jin)一(yi)步發(fa)展。三是(shi)經(jing)典(dian)(dian)力學(xue)(xue)(xue)在科(ke)學(xue)(xue)(xue)技術上有(you)廣(guang)泛的(de)(de)應用,促(cu)進(jin)(jin)了(le)(le)社會(hui)文明(ming)的(de)(de)發(fa)展。
經(jing)典(dian)力(li)(li)學的(de)(de)應用受(shou)到物(wu)體運動(dong)速(su)(su)(su)率(lv)的(de)(de)限(xian)制,當(dang)物(wu)體運動(dong)的(de)(de)速(su)(su)(su)率(lv)接近真(zhen)空中(zhong)的(de)(de)光速(su)(su)(su)時,經(jing)典(dian)力(li)(li)學的(de)(de)許(xu)多觀念(nian)將(jiang)發生重大(da)變(bian)化。如經(jing)典(dian)力(li)(li)學中(zhong)認為物(wu)體的(de)(de)質量不(bu)(bu)僅不(bu)(bu)變(bian),并(bing)且與物(wu)體的(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)或(huo)能量無關,但相對(dui)論(lun)研究則表明(ming),物(wu)體的(de)(de)質量將(jiang)隨著(zhu)運動(dong)速(su)(su)(su)率(lv)的(de)(de)增加而增大(da),物(wu)體的(de)(de)質量和能量之(zhi)間存(cun)在著(zhu)密切的(de)(de)聯系。但當(dang)物(wu)體運動(dong)的(de)(de)速(su)(su)(su)度(du)遠小于真(zhen)空中(zhong)的(de)(de)光速(su)(su)(su)時,經(jing)典(dian)力(li)(li)學仍然適(shi)用。
牛頓(dun)運動定律不適用(yong)于微(wei)觀(guan)(guan)領域中物(wu)(wu)(wu)質結(jie)構和能(neng)量(liang)(liang)不連(lian)續現象。19世(shi)紀(ji)和20世(shi)紀(ji)之(zhi)交(jiao),物(wu)(wu)(wu)理(li)學(xue)的(de)(de)三大發現,即X射(she)線的(de)(de)發現、電子(zi)(zi)的(de)(de)發現和放射(she)性的(de)(de)發現,使物(wu)(wu)(wu)理(li)學(xue)的(de)(de)研究(jiu)由宏觀(guan)(guan)領域進入微(wei)觀(guan)(guan)領域,特別是20世(shi)紀(ji)初量(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學(xue)的(de)(de)建立,出現了與經(jing)(jing)典觀(guan)(guan)念不同的(de)(de)新觀(guan)(guan)念。例如:量(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學(xue)的(de)(de)研究(jiu)表(biao)(biao)明(ming),微(wei)觀(guan)(guan)粒(li)(li)子(zi)(zi)既表(biao)(biao)現為粒(li)(li)子(zi)(zi)性又表(biao)(biao)現為波(bo)動性,粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)能(neng)量(liang)(liang)等(deng)(deng)物(wu)(wu)(wu)理(li)量(liang)(liang)只能(neng)取分(fen)立的(de)(de)數值(zhi),粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)速度和位置具有不確(que)定性,粒(li)(li)子(zi)(zi)的(de)(de)狀(zhuang)態只能(neng)用(yong)粒(li)(li)子(zi)(zi)在空間(jian)出現的(de)(de)概率(lv)來描述(shu)等(deng)(deng)。但量(liang)(liang)子(zi)(zi)力(li)學(xue)的(de)(de)建立并不是對經(jing)(jing)典力(li)學(xue)的(de)(de)否定,對于宏觀(guan)(guan)物(wu)(wu)(wu)體的(de)(de)運動,量(liang)(liang)子(zi)(zi)現象并不顯著,經(jing)(jing)典力(li)學(xue)依然(ran)適用(yong)。
現代物理學的(de)發(fa)展,并沒有使經(jing)典(dian)力學失去存在的(de)價(jia)值,只(zhi)是拓寬(kuan)了(le)人們的(de)視野,經(jing)典(dian)力學仍將(jiang)在它(ta)適(shi)用的(de)范圍內大放異彩。