世界曆史博覽 4

第九十一章牛頓《自然哲學的數學原理》出版

　　伊薩克牛頓（1642-1627）巨著《自然哲學的數學原理》1687年以拉丁文出版。它集牛頓在自然科學領域中近30年的研究成果於一體，可謂是17世紀數學、物理學百科全書。全書共三篇。第一篇討論在各種力作用下的質點和物體的無阻力運動。牛頓定義了質量、動量、力等基本概念，闡述了牛頓運動三定律，萬有引力定律，力的迭加原理，動量守恒定律，推導出了伽利略相對性原理，證明了開普勒的行星運動三定律，並為光的折射的衍射現象提供了理論解釋。在數學方麵他引入了他自己創立的微積分學的基本要點，討論了無窮小量運算。第二篇討論了在介質阻力下物體的運動，闡述了不可壓縮的和氣態流體的性質，對流體動力學中比較廣泛的內容進行了探討，最後還討論了粘滯性問題。第三篇重點論述了力學基本定律在天文學中的應用。牛頓認為，位於太陽係中的天體在引力的作用下在各自的軌道上以滿足開普勒三定律的形式運動，太陽係的中心不是太陽本身，而是太陽係的重心。慧星的運動亦服從萬有引力定律。牛頓試圖通過計算來說明地球是一個橢圓體，且自轉在空間描繪出的是一個錐形軌跡。牛頓還試圖通過對潮汐現象的研究，來比較月球相對於太陽，以及月球相對於地球的質量。《原理》是一部偉大的傑作，它是在英國皇家學會和哈雷的大力協助下出版的。1675年以後，牛頓曾在學術上沉默了幾年，後來在胡克的啟發下重新考慮行星軌道的動力學問題。1684年應哈雷的請求，完成了包括運動第一、第二定律在內的《論運動》一文。這篇論文的擴充就是近代科學巨著《原理》。皇家學會最初決定將牛頓這一成果發表在《哲學學報》上，後來決定付印成書，但又沒有資金。哈雷慷慨解囊，自費資助牛頓出版這本巨著。1713年和1726年《原理》兩度再版。再版時牛頓討論了重力的本質，並利用重力對太陽係的有關現象給予了成功的解釋。《原理》一書以其嚴謹的結構和與天文學的緊密結合征服了與它同時代的科學工作者，是經典力學的綱領性著作。