自然科学中的数学原理

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精选答案

《自然哲学的数学原理》内容精要：《自然哲学的数学原理》(以下简称《原理》)于1687年出版发行，1713年发行第二版，1725年，牛顿去世的前两年，又修订发行了第三版。

牛顿在《原理》的序言中说：“我们的研究不在技术而在科学，不在人手之力而在自然之力”，“我们的研究是自然理论的数学原理”，“于物理学的范围中尽量以数学推出”，“把自然现象都归宿到数学定理上去。”可见，牛顿的立意是非常远大的。他的根本目的就是要用物理学的内容和数学的方法建立起一个新的自然哲学(自然理论)体系，为所有自然现象确立一个新的力学解释的框架。《原理》正文共有三编。正文之前有两节导论，其篇幅虽仅占全书的百分之四左右，但其内容却十分重要。导论一为“说明和附说”。在这里，牛顿先为力学的一些基本概念如质量、动量和力下了定义，对向心力的性质、作用以及量度作了描述。然后，牛顿引入了绝对空间和绝对时间的新概念，建立起他的绝对时空观。牛顿的时空观在今天看来有很大的局限性，但它对牛顿力学的规范作用是必不可少的。导论二为“运动之基本定理和定律”。在这里，牛顿阐述了著名的运动三大定律。第一定律亦即惯性定律：“每个物体若非有外力影响使其改变状态，则该物体仍保持其原来静止的或等速直线运动的状态。”第二定律亦即运动定律：“运动的变化与所施的力成正比，并沿力的作用方向发生。”这两个定律都是伽利略已经发现或已经接触到的，牛顿则给以它们更加明确、更加概括的表述形式。第三定律是作用力与反作用力定律，这是牛顿首先明确提出的。有了这三个基本定律，经典力学关于运动的描述就完备化了。三大定律之后，还附有6个推论。有力的合成与分解原理，运动迭加以及相对性原理，还有重要的动量守恒原理等。

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《自然哲学的数学原理》是英国物理学家艾萨克·牛顿创作的物理学哲学著作，1687年首次出版。

《自然哲学的数学原理》是牛顿重要的物理学哲学著作。全书分为三卷，第一卷“论物体的运动”，表述了牛顿三定律；第二卷也是“论物体的运动”，论述了阻力下物体的运动，为流体力学开先河；第三卷“论宇宙的系统”，讨论了宇宙系统。

《自然哲学的数学原理》总结了近代天体力学和地面力学的成就，为经典力学规定了一套基本概念，提出了力学的三大定律和万有引力定律，从而使经典力学成为一个完整的理论体系。该书意味着经典力学的成熟，其中所建立的经典力学的理论体系成为近代科学的标准尺度。