> 学术 > 列表 > 正文
牛顿力学不是万能的学说
作者:北京市社会科学院
作者小传：年届八旬的李浙生先生倾心于数学哲学和物理学哲学的研究达数十年。学生时代就为此积累学养，可惜在大学毕业时被莫名其妙地分配到一个与专业毫不相干的偏远矿山，当了20年的办事员。直到知天命的年纪才有机会回归专业工作。但他的志趣始终未变。这类学问艰深而又冷僻，成果也不易发表。他却始终锲而不舍。
退休之后他还承担国家社科基金的课题，并自学德语，去德国访学。古稀之年，厚积薄发，接连发表了《倏忽之间――混沌与认识》、《物理科学与认识论》、《物理科学与辩证法》、《论数学真理》等四本专著和一些论文。这些论著依托现代数学和物理学的成果与精神，对一系列基本的哲学问题，尤其是辩证法和认识论的问题，如否定之否定是否普遍有效，有限是否可以比无限更大，事物是否可一分为多，历史与逻辑是否一致，逻辑证明在评定科学真理中的作用，理论是否可以在没有经验的情况下创立，等等，提出了自己的见解。
这些问题也许在当今这种讲究“实用”和“跟新” 的风气下，会被人一些视为“迂腐”，然而却关乎思维方式和科学精神的根本，其实是很有现实意义的。对于受过辩证法和认识论通俗教育的几代中国人，这些都是值得深思的。
&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& （赵修义/文）
牛顿万有引力遭受激烈批评与反对
万有引力是牛顿的伟大发现，也是牛顿力学中非常重要的概念。牛顿用它描述天体的运行，建立了天体力学。然而，引力的本质是什么？它是怎样由物质产生，又如何作用于物质的？他没有回答这些问题，他并不是不想回答。他很想弄清引力的本性，但却没有成功。他说：“迄今为止，我还未能从现象中发现重力所有这些属性的原因，我也不杜撰任何假说。”牛顿解释不了引力，最后把它归结为一种“数学力”。
荷兰物理学家惠更斯不接受引力概念，因为它不能解释，不可理解。莱布尼兹批评牛顿的引力是一种“隐蔽的性质”和“奇迹”。他说，牛顿“承认我们决不能设想它是‘怎样可能’的。这其实是回到了隐蔽的甚至是无法解释的性质上去了。”莱布尼兹说，上帝不会把与其不相容的属性赋予事物，而只把可理解的属性赋予它们；“于是我们可以断言，物质是不会天然具有上述那种吸引［能力］的，而且也不会仅凭自身就在一条曲线上运动；凡是自然的东西都应该能被清楚地设想。……这个体系不仅承认有我们所不了解的性质，而且还承认有这样一些［性质］，连最伟大的心灵即使上帝给他们打开了尽管可能广阔的道路也不可能了解它，换句话说，这种性质或者出于奇迹，或者是荒唐无稽。”惠更斯和莱布尼兹都因为引力是不可理解的，而拒绝它。
经过重大检验后得到广泛承认
对牛顿引力理论的反对在开始是激烈的，后来渐渐地销声匿迹了。这是因为它取得了全面的胜利。万有引力理论在经过几次重大的检验以后，得到了科学家的广泛承认。
第一次重大考验是关于地球形状的检验。牛顿根据自己的引力理论断言，地球的形状是扁平的，而法国科学家根据自己对大地的测量一直认为地球是纵长的，即地球在地轴方向比较长。于是在牛顿派和笛卡儿派之间发生激烈的争论。年，法国科学院组织了5次大地测量，仍然认为地球是纵长的。直到1740年，卡西尼（C.F.Cassini，de Thury）在巴黎和亚眠之间进行了反复的测量，并与其他地方的最新观测值作比较，得出了有利于扁平说的结论。到1744年得出地球的扁平率为1/179。从此，牛顿的地球扁平说得到证实。牛顿力学在法国被广泛接受。
第二次检验是关于哈雷彗星回归周期的证实。英国天文学家哈雷根据牛顿引力理论预言，1682年出现过的一颗彗星，将在1758年底或1759年初再度出现。法国数学家克莱洛是哈雷彗星回归论的积极支持者。他仔细地研究彗星回归的时间，并领导着这个计算工作。克莱洛根据计算结果断言，哈雷彗星将在1759年4月13日通过近日点，可能有一个月的误差。彗星于1759年3月13日通过近日点，比计算日期提前一个月，在克莱洛的预计范围之内。由于当时天王星、海王星还未发现，它们对哈雷彗星的摄动没有计算进去，克莱洛的预言产生小小的误差。克莱洛对哈雷彗星的准确预言是牛顿万有引力理论正确性的又一次明证，是牛顿理论的又一次重大胜利。
第三次检验是海王星的发现。1781年，英国天文学家赫歇耳发现了天王星。然而，从天王星被发现后到1830年，天文学家对它的计算值总是与观测值不一致。于是，寻找新行星成了科学家急需解决的问题。然而，在无边无际的太空中，这颗新行星究竟在哪里呢？从已知行星求对天王星的摄动，有数学表达式，还好办；而要计算未知行星对天王星的摄动就非常困难。困难在于既不知道未知行星的轨道根数，又不知道它的质量，未知数太多，几乎无从下手。这是天体力学中的难题。然而，这关系到万有引力理论是否正确的问题。英国天文学家亚当斯经过两年的努力，于1845年9月计算出这颗未知行星的轨道和质量，说明天王星的不规则性，的确是由另一颗行星的摄动造成的。他于1846年8月发表《论使天王星失常的行星，它的质量、轨道和现在位置的决定》的论文。9月，他给柏林天文台的伽勒写信，请求他的帮助。伽勒在收到信的当天晚上就在勒威耶指定的位置上找到了这颗新行星。海王星的发现不仅解开了天王星不规则之谜，而且有力地证明了万有引力理论的正确性。这是牛顿引力理论的又一个伟大胜利。
经过一系列重大的考验，牛顿力学终于站稳了脚跟，对牛顿理论的批评渐渐销声匿迹。牛顿理论的成功证明了它自身的价值，引力也逐渐变得不是那么不可思议。
牛顿力学不适用于混沌系统
现在，我们来讨论混沌学与牛顿力学的关系。人们一直认为，任何一个代数方程或微分方程都是决定性的。把一个初值代进方程，总可以得到一个确定的结果。初始状态精确地决定以后的状态。然而，在20世纪，科学家发现，只要在这样的决定性方程中包含着非线性因素，方程经过多次迭代，就会产生随机性的结果。科学家把由决定性方程产生的随机性叫做内在随机性。
牛顿的引力场是用微分方程表示的，如果在这个方程中包含非线性因素，同样会产生内在随机性。在牛顿力学方程中也存在着内在随机性，这是人们万万没有想到的。
一般的物理定律都用微分方程来表示。在求解这些物理问题时，总是通过积分找到它们的解析表达式。在19世纪末，数学家发现并不是所有的微分方程都是可积的，许多微分方程是不可积的，而且不可积的微分方程比可积的微分方程多得多。在天体力学中，关于二体问题的微分方程是可积的（牛顿的科学活动主要是研究二体问题），而关于三体问题的微分方程是不可积的，是不可积的著名例子。数学家和物理学家对可积系统作了大量的研究，而对不可积系统研究很少，认识很少。直到20世纪60年代，数学家才得到关于近可积系统的KAM定理，从而大大推动了对不可积系统的研究。人们认识到只要KAM定理的条件被破坏，系统就会局部失稳，然后处处失稳，使运动变成随机的和不可预言的。由于绝大多数力学系统都是不可积的，因此可以说，力学系统的典型行为是随机行为。
我们说牛顿力学不适用于宇观世界，不适用于微观世界。现在，我们说它也不适用于混沌系统。而混沌现象是无所不在的，它存在于经典物理学涉及的一切领域，存在于我们看得见、摸得着的宏观世界。因此，发现牛顿力学的不适用，是对牛顿力学的巨大打击。正像一位物理学家说的：“相对论排除了对绝对空间和时间的牛顿幻想，量子力学排除了对可控过程的牛顿迷梦，混沌则排除了拉普拉斯决定论的可预见性的狂想。”
没有任何学说是战无不胜的
总之，牛顿力学在它创立之初，曾经受到激烈的批评。但由于它在实践中经过无数次的考验，而每一次都战胜了困难，真可谓百战百胜，战无不胜。然而，随着科学的发展，人们最终发现牛顿力学也有它解决不了的问题，也有它不适用的时候，不适用的地方。这样看来，牛顿力学也不能是永远战无不胜的。既然牛顿力学都不能永远战无不胜，那么世界上还有什么学说能做到永远战无不胜呢？20世纪的大科学家爱因斯坦对这一点有着清醒的认识，他认为，自己的相对论只是一个过渡的、短命的理论。应该说，无论是自然科学或社会科学，没有任何学说是战无不胜的。其实，这是一件好事。当一种旧学说碰钉子的时候，这意味着，新科学将要诞生；意味着科学的进步，社会的发展。下列对牛顿力学体系的认识不正确的是_百度知道
下列对牛顿力学体系的认识不正确的是
A. 牛顿力体系斯坦相论种特殊情况理论B. 牛顿力体系标志着近代自科形C. 牛顿力体系确反映宏观物体低速运客观规律D. 牛顿力体系能适用于整客观世界相论兴起应该否定
我有更好的答案
答案D斯坦否定经典力绝空观并没否定牛顿力理论该理论运速度远低于光速候适用种理论牛顿力体系相论种特殊情况牛顿提关于物体运三定律整力基础牛顿所创造概念仍指导着今物理思想故答案D
其他类似问题
为您推荐：
您可能关注的推广
牛顿力学的相关知识
等待您来回答
下载知道APP
随时随地咨询
出门在外也不愁下列说法正确的是（　　）
A．经典力学的基础是牛顿运动定律
B．相对论与量力力学彻底否定了经典力_百度知道
下列说法正确的是（　　）
A．经典力学的基础是牛顿运动定律
B．相对论与量力力学彻底否定了经典力
列说确（　　）
A．经典力基础牛顿运定律
B．相论与量力力彻底否定经典力理论
C．经典力物体质量随运状态改变狭义相论物体质量随运状态改变
D．经典力物体质量变狭义相论物体质量随速度增增
提问者采纳
A、经典力基础牛顿运定律故A确&&& B、经典力狭义相论低速（v＜＜c）条件近似．狭义相论所公式要令v＜＜c数稍作变换发现全部退化牛顿经典力公式．&&&& 广义相论则狭义相论基础加入引力概念讨论间、空间、引力三者相互关系理论更复杂．同并完全推翻经典力经典力仍特定条件近似理论故B错误&&& C、由相论质量公式 m=
知物体质量随速度增增故C错误&& D、经典力认物体质量变狭义相论质量 m=
故物体质量随速度增增故D确故选AD
其他类似问题
为您推荐：
牛顿运动定律的相关知识
等待您来回答
下载知道APP
随时随地咨询
出门在外也不愁C【解析】试题分析：本题主要考查学生运用所学知识解决问题的能力。尊重材料是做对历史题目的唯一秘籍。而通过材料不难发现，爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系不是否定与否定的关系，而是继承和发展的关系，二者看上去是矛盾的，但是二者研究的领域不同，所以并不矛盾。所以比较正确的说法是前者发展和概括了后者。考点：近代科学技术·经典力学·爱因斯坦创立的相对论与牛顿力学的关系 
请在这里输入关键词：
科目：高中历史
来源：2015届河南偃师高中北院高三上期第一次月考历史试卷（解析版）
题型：选择题
在1896年至1911年间，中国新建铁路9002余公里，其资本构成见下图。对此理解正确的是(　　) ①中国交通运输业完成近代化
②清政府重视铁路交通事业③甲午战争后外国资本输出加剧④政府禁止民间资本参与铁路修筑A．①③
D．②③④ 
科目：高中历史
来源：2015届河南新野三高高三8月第一次段考历史试卷（解析版）
题型：选择题
下面是关于资本主义世界市场形成过程的图示，按照世界市场形成发展的顺序排列正确的是
D.②③① 
科目：高中历史
来源：2015届河南灵宝市高二上期期中历史试卷（解析版）
题型：选择题
下列对中国传统文化主流思想──儒家思想的阐述，有误的是
A．春秋战国时期产生了我国的早期儒学B．汉武帝时期儒家学说开始定于一尊C．两宋时期产生的理学实现了儒学的更新D．明清之际的进步思想家们是中国传统思想文化的背叛者 
科目：高中历史
来源：2015届河南灵宝市高二上期期中历史试卷（解析版）
题型：选择题
历史上的思想家为丰富西方人文精神的宝库，作出了各自不同的贡献。以下观点哪一项是卢梭提出的？A．如果知识包括了一切的善，那么我们认为美德即知识就将是对的B．每一个真诚悔改的基督徒，即令没有赎罪券，也同样可以得到赦罪或免罪C．社会秩序是为其他一切权利提供基础的神圣权利，这项权利是建立在约定之上的D．当立法权和行政权集中于同一人或同一机关之手，自由便不复存在了 
科目：高中历史
来源：2015届河南灵宝市高二上期期中历史试卷（解析版）
题型：选择题
新三民主义发展了三民主义，主要表现在
A. 彻底否定封建土地制度
B. 提出国家主权属于全体国民
C. 强调反对国内民族压迫
D. 号召反对帝国主义侵略 
科目：高中历史
来源：2015届河南灵宝市高二上期期中历史试卷（解析版）
题型：综合题
（12分）阅读材料回答问题：材料一：史学家顾颉刚说：“秦始皇的统一思想是不要人民读书，他的手段是刑罚的制裁；汉武帝的统一思想是要人民只读一种书，他的手段是利禄的引诱。” ——《中国历史众生相》材料二 ：“臣愚以为诸不在六艺之科孔子之术者，皆绝其道，勿使并进。邪辟之说灭息，然后统纪可一而法度可明，民知所从矣。”
——董仲舒材料三： “天下之务莫大于恤民，而恤民之本，在人君正心术以立纪纲。讲明义理之归，闭塞私邪之路，然后乃可得而正。”
——朱熹材料四： “仲尼虽圣，效之则颦，学之则为步，丑妇之贱态。” ——李贽（1）材料一中提到的“不要人民读书”、“只读一种书”分别是指何事？（2分）对此你有何看法？（4分）（2）据材料二、三、四，概括指出三位思想家是如何对待儒家思想的?(6分) 
科目：高中历史
来源：2015届河南省顶级名校高三9月入学定位考历史试卷（解析版）
题型：选择题
有西方学者评价全体选民选举出来的德国下院（德意志帝国议会）时说：“下院是汽车的第五个车轮。”出现这种现象的原因是A．各邦代表组成立法机构中的联邦议会
B．德国民主制度保留了大量封建残余C．德意志帝国政府向帝国议会负责
D．德意志各邦共同推举帝国首相 
科目：高中历史
来源：2015届河南郑州一中高二下期期中历史试卷（解析版）
题型：选择题
恩格斯指出，任何新的学说“必须首先从已有的思想材料出发，虽然它的根源深藏在经济的事实中”。最能印证其主旨的是A．商品经济催生了欧洲近代启蒙思想B．人文主义保留了天主教的神学色彩C．古典文化孕育了意大利的人文主义D．人民主权学说丰富了法国启蒙思想 答案A点击查看答案解释本题暂无同学作出解析，期待您来作答点击查看解释相关试题}