自然哲学的数学原理

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出版者:
作者:艾萨克·牛顿
出品人:
页数:484
译者:曾琼瑶
出版时间:2008-5
价格:58.00元
装帧:
isbn号码:9787536695139
丛书系列:
图书标签:
  • 数学
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具体描述

《自然哲学的数学原理》是牛顿科学才华巅峰时期所写的旷世巨著,是他个人智慧的伟大结晶。这部书,精辟地解答了牛顿之前几个世纪最有才智的人一直想解答,却一直无法解答的问题。牛顿不但总结出了力学基本定律,而且还发现了证明这些定律的数学方法,奠定了数学成描述宇宙活动的语言基础》。在《自然哲学的数学原理》之后,人类在自然科学中的伟大成就才层出不穷,但这些成就无一不与这部非凡的著作直接相。牛顿提供了科学思维的体系样板。《自然哲学的数学原理》标志着经典力学体系的建立,是人类科学史,乃至整个人类文明史中的不朽巨著。《自然哲学的数学原理》不仅影响自它面世后的300年里的自然科学领域,而且对人类的宇宙观也产生了深刻的影响,并因此形成了我们今天的世界图像。

自然哲学的数学原理 《自然哲学的数学原理》是人类思想史上的一部里程碑式著作。它以严谨的数学语言,系统地阐述了关于宇宙运行规律的革命性理论,彻底颠覆了人们长期以来对自然界的认知。本书的问世,不仅标志着经典力学体系的建立,更将科学研究推向了一个前所未有的高度,其深远影响至今仍未褪色。 第一卷:运动的规律 本书的核心在于对物体运动的基本规律的深刻揭示。作者通过对大量观察和实验的细致分析,提出了运动的三大基本定律,这三大定律构成了经典力学体系的基石。 第一运动定律(惯性定律): 任何物体都要保持静止或匀速直线运动的状态,直到有外力迫使它改变这种状态为止。这条定律否定了亚里士多德学派认为物体运动需要持续的力来维持的观念。它指出,运动本身是一种自然状态,而改变这种状态才需要原因。静止的物体如果没有外力作用会保持静止,运动的物体如果没有外力作用会沿着直线匀速运动。这一定律的提出,极大地简化了我们对运动的理解,为后续的研究奠定了基础。 第二运动定律(加速度定律): 物体的加速度与作用在其上的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向相同。这个定律用一个简洁的数学公式 $F = ma$ (力等于质量乘以加速度)来描述了力与运动变化之间的定量关系。它表明,力不是维持运动的原因,而是改变运动状态的原因。质量是物体惯性的度量,质量越大,改变其运动状态就越困难。这个定律的出现,使得我们能够精确地计算和预测物体的运动轨迹,为工程技术和天文学研究提供了强大的工具。 第三运动定律(作用与反作用定律): 每一个作用力都存在一个大小相等、方向相反的反作用力。这一定律揭示了力的相互性。当一个物体对另一个物体施加作用力时,后者也必然对前者施加一个大小相等、方向相反的反作用力。例如,一个人推墙,墙也会对这个人施加一个大小相同的推力。这个定律对于理解力的本质以及物体之间的相互作用至关重要,它在解释各种机械现象,如行走、火箭发射等方面都发挥着关键作用。 除了这三大定律,第一卷还深入探讨了诸如速度、加速度、角速度、角加速度等基本概念,并引入了“惯性系”的概念,为后续的论证提供了严格的数学框架。作者还对圆周运动、椭圆运动等进行了详尽的数学分析,为理解行星运动奠定了理论基础。 第二卷:流体运动与物质结构 在解决了宏观物体的运动问题之后,本书的第二卷将目光转向了流体(液体和气体)的运动规律,并进一步触及了物质的微观结构。 流体动力学: 作者运用数学方法,对流体的阻力、粘滞性等现象进行了深入的分析。他提出了流体在不同条件下(如粘性流体和非粘性流体)的运动方程,解释了空气阻力和水中的摩擦力等现象。尽管受到当时观测技术的限制,但他对流体运动的数学描述,已经预示了后来流体动力学的发展方向,为理解大气运动、海洋现象以及各种工程应用(如船舶设计)提供了重要的理论依据。 物质的微观性质: 作者还对物质的微观结构进行了推测。他提出了“微粒说”,认为物质是由不可分割的微小粒子组成的。他通过分析物质的力学性质,推断这些粒子之间存在着相互作用力,这些力在宏观上表现为我们所见的各种力。尽管当时的科学技术无法直接观测到这些微粒,但这一猜想极具前瞻性,为后来原子论和分子论的发展提供了重要的思想启示。 第三卷:万有引力系统 《自然哲学的数学原理》最令人瞩目的成就,无疑是第三卷中提出的“万有引力定律”。 万有引力定律: 作者提出了一个革命性的观点:宇宙中的所有物体,无论大小,都存在着一种相互吸引的力,这种力被称为引力。引力的大小与两个物体质量的乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。这个定律可以用数学公式 $F = Gfrac{m_1m_2}{r^2}$ 来表示,其中 $G$ 是引力常数。 行星运动的解释: 万有引力定律成功地解释了行星绕太阳运动的规律,这正是哥白尼的日心说和开普勒的行星运动三定律所描述的现象。作者证明了,只要存在这种普遍的引力,行星就会沿着近似椭圆的轨道运动,并且在单位时间内扫过相等的面积,且轨道半长轴的平方与公转周期的平方成正比。他甚至将这一理论推广到月球绕地球的运动,证明了使物体下落的力与使月球围绕地球旋转的力是同一种力。 潮汐的成因: 作者还运用万有引力定律解释了地球上的潮汐现象。他指出,月球和太阳对地球的海水施加了不同的引力,这些引力的合力作用导致了潮汐的涨落。 彗星的轨道: 进一步地,本书还成功预测了彗星的回归周期,并能够计算它们的轨道。这在当时是一个了不起的成就,证明了引力理论的普适性和强大预测能力。 理论的普适性与哲学意义 《自然哲学的数学原理》的伟大之处不仅在于其数学的严谨和物理的深刻,更在于其哲学上的深远影响。 机械宇宙观: 本书所构建的牛顿力学体系,为我们描绘了一个“机械宇宙”的图景。在这个宇宙中,万物都遵循着精确的、可预测的数学规律运行,仿佛一部巨大的、精密的机械。这种机械宇宙观在很大程度上取代了此前的目的论和神秘主义解释,成为理性主义和科学主义的重要支撑。 统一的自然法则: 作者通过将地面上的力学规律(如苹果落地)与天上的力学规律(如行星运动)统一在万有引力定律之下,展现了自然界法则的统一性。这极大地鼓舞了科学家们去寻找更普遍、更深层的自然规律。 科学方法的典范: 本书的写作方式,即从观察和实验出发,提炼出基本定律,然后运用数学进行严谨推导和预测,成为了后世科学研究的典范。它强调了数学作为科学语言的重要性,以及理论与实践相结合的必要性。 对哲学思想的影响: 《自然哲学》的出版,对启蒙运动和整个西方哲学产生了巨大影响。它所展现的理性、秩序和可预测性,鼓励了人们用理性去认识世界,相信人类可以通过科学找到真理,并用科学来改造世界。 总结 《自然哲学的数学原理》以其开创性的理论、严谨的数学推导和深刻的哲学洞见,为人类认识宇宙奠定了坚实的基础。它不仅建立了经典力学体系,揭示了万有引力这一普遍规律,更重要的是,它为科学研究树立了一个清晰的范式,引导着人类走向理性、客观和进步的道路。本书的价值,早已超越了科学本身的范畴,成为人类智慧的璀璨明珠,至今仍激励着我们不断探索自然的奥秘。

作者简介

牛顿(1642-1727年),物理学家、天文学家和数学家,被公认为有史以来最伟大的和影响最深远的科学大师。1661年入剑桥大学三一学院,1665年毕业,发明二项式定理,次年发现万有引力、微积分,并开始光谱和望远镜研究。1669年26岁的牛顿晋升为三一学院数学教授。1684年开始写作《自然哲学的数学原理》,三年后〈原理〉面世,举世震惊。1703年任皇家学会会长。1705年,初安妮女王封为爵士。牛顿死后,同许多为出英国人一样,被安葬于著名的威斯敏特教堂。

目录信息

读后感

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用户评价

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我必须承认,这本书的阅读体验是颠覆性的,它完全不同于我以往接触的任何科普读物。它不像是教科书,因为它充满了作者强烈的个人色彩和对自然的敬畏之心;它也不像是纯粹的哲学论著,因为它有着无可辩驳的数学骨架支撑。这本书的魅力在于它成功地架起了一座横跨文理的桥梁。书中对于天体运动规律的描述,不仅精确地计算了行星的轨道,更是在其中融入了对“确定性”与“可预测性”的深刻洞察。这种将精确的计算与形而上的思辨完美融合的能力,使得阅读过程充满了惊喜。每当以为自己已经掌握了某个概念时,作者总能从一个全新的角度进行深化,迫使读者不断突破已有的认知边界。这本书更像是一场与历史上最伟大头脑之一进行的、跨越时空的深度对话,它要求你全神贯注,但也回报以无与伦比的智力满足感。

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这本书,说实话,拿到手的时候有点被它的厚度和装帧唬住了。我本以为会是一本晦涩难懂的学术巨著,读起来会像啃石头一样费劲。但出乎意料的是,作者的叙事方式非常引人入胜。他没有一开始就抛出那些复杂的公式和定理,而是从一些非常生活化、甚至是哲学性的思考切入,仿佛在和你进行一场深入的对话。比如,他对“运动”的本质的探讨,就不仅仅是停留在物理层面,而是上升到了一种对世界运行规律的哲学追问。这种由浅入深,由现象到本质的引导,让一个初次接触这类题材的读者也能很快地找到阅读的节奏感。书中对逻辑推理的运用达到了炉火纯青的地步,每一步的论证都像是精密设计的齿轮,环环相扣,让人不得不信服。读完其中关于力与相互作用的章节后,我对日常生活中习以为常的现象,比如物体为什么会静止,为什么会移动,都有了一种全新的、更深层次的理解。这不仅仅是知识的积累,更是一种思维方式的重塑,非常值得细细品味。

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这是一部真正意义上的“思想的炼金术”。我尤其欣赏作者在构建他的理论体系时所展现出的那种近乎偏执的严谨性。他似乎对任何未经充分证明的假设都抱有一种审慎的怀疑态度。阅读过程中,我数次停下来,试图在自己的思维中找到那个微小的逻辑漏洞,但每一次都失败了,不得不佩服这种对真理的极致追求。书中的图示和插图虽然数量不多,但每一张都精准地服务于文字的阐释,绝无赘余之笔。更令人惊叹的是,作者能够将那些宏大、抽象的宇宙法则,用相对简洁的语言描绘出来。这需要的不仅仅是学识,更是一种对语言驾驭的艺术。读完这本书,我感觉自己像是完成了一次智力上的长途跋涉,虽然疲惫,但内心充满了被洗礼后的清明感。对于那些真正对世界本源感到好奇,不满足于表面解释的人来说,这本书无疑是一份无价的财富。

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这本书的价值,在于它提供了一种看待“世界如何运作”的底层代码。它不是简单地告诉你“是什么”,而是告诉你“为什么必须是这样”。在阅读过程中,我深刻体会到了一种从混乱中提炼出秩序的强大力量。作者对初始条件的设定,对基本公理的建立,都体现出一种对简洁之美的终极追求。很多复杂的现象,在经过作者的数学化处理后,竟然可以归结为少数几个简洁的定律之下,这种“以简驭繁”的智慧,才是此书最令人叹服之处。它不是一个终点,而是一个强大的起点,它激发了读者自己去探索和应用这些基本原理来解释更多未知的领域。读完后,你会感觉自己对周遭环境的观察角度都发生了微妙的变化,对自然界中的各种力学现象都有了一种更为深刻的、结构性的理解,像是拿到了宇宙说明书的一角。

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从一个纯粹的文学鉴赏角度来看待这本书,我发现它也具有一种冷峻而磅礴的美感。作者的文字风格是极其克制和精确的,没有过多的华丽辞藻,但每一个用词都像外科手术刀一样锋利,直指问题的核心。这种风格下,偶尔流露出的对宇宙秩序的赞叹,反而显得更加震撼人心。它不是那种煽情的赞美,而是一种基于深刻理解后的由衷折服。书中对惯性以及运动状态改变的论述,构建了一个全新的物理世界观,使得我们日常生活中那些模糊不清的“常识”瞬间变得清晰而有序。这种秩序感,本身就是一种极高的审美享受。对于那些追求思维清晰度和结构完整性的人来说,这本书提供了一个近乎完美的范例,展示了人类理性可以达到的高度。

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记得哪里说过牛顿爵士认为数学是高贵的,平民是不配接触的,因此他故意将这本书写得非常晦涩难懂——终于知道晦涩难懂是什么意思了,差点读哭了

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深奥

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如果有人问我历史上最天才的科学家是谁,我会毫不犹豫地回答他:艾萨克-牛顿。这本书虽然很是难懂,但也让人处处感受着牛顿的天才的启示。

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当年要是读完了我还是现在的我吗

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好看的书

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