牛顿的科学思想方法

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牛顿的“推理力学”与“实验哲学”

牛顿的“推理力学”与“实验哲学”

牛顿的“推理力学”与“实验哲学”作者:郭艳黄慧芳羊子初施念来源:《东方教育》2017年第07期(浙江师范大学浙江省金华市 321000)摘要:牛顿推理力学的建立和发展和整个物理学的发展不论是过去还是现在都有着密切的联系,反映了继承与发展,批判与超越的人类认识的发展。

在近代早期的科学活动中并行着物理-数学潮流和经验-实验潮流,牛顿在科学实践中统一了这两种思潮,从而形成了自己的实验哲学思想。

本文旨在通过论述牛顿的“推理力学”与“实验哲学”来体会牛顿的近代科学精神。

关键词:牛顿;推理力学;实验哲学牛顿爵士,英国著名的物理学家,百科全书式的“全才”,他在1687年发表的论文《自然定律》里,万有对引力和三大运动定律进行了描述。

这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。

他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。

本文主要论述牛顿的“推理力学”与“实验哲学”来体会牛顿的近代科学精神。

一、牛顿的推理力学(一)牛顿推理力学的产生和建立由于资产阶级进行海外掠夺和贸易而发展起来的远洋航行,要求能够准确测定船只在海洋L的位置,特别是测量经度。

而测量经度问题在本质上就是在任何地方测定绝对时—今天称为格林威治时—的问题。

这个时刻与当地时刻的时差,可直接换算为经度。

测定绝对时的方法之一,是观察月球在星辰間的运行,为此就需要有准确的天文表以预测天体的位置。

这就迫使天文学家去发现太阳系的运行规律[1]。

牛顿通过观察实验,继承、概括和发展了前人及同时代人在认识方法上和科学研究上的成果,建立了完整的古典力学体系。

牛顿的表述中确定了表征外部对物体的作用强度的力和物体加速度的关系。

也确定了两个物体相互作用的关系,因而成为解决非常繁多的力学问题的基础。

牛顿从物质普遍的机械运动规律的观念出发,发现了行星运动规律的内在联系,用严格的数学方法得出了万有引力支配着行星运动的结论。

牛顿发现万有引力

牛顿发现万有引力

少年时光:1642年的圣诞节前夜,在英格兰林肯郡沃尔斯索浦的一个农民家庭里,牛顿诞生了。

牛顿是一个早产儿,出生时只有3磅重。

接生婆和他的双亲都担心他能否活下来。

谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人,并且活到了竟活到了85岁的高龄。

牛顿出生前三个月父亲便去世了。

在他两岁时,母亲改嫁。

从此牛顿便由外祖母抚养。

11岁时,母亲的后夫去世,牛顿才回到了母亲身边。

大约从5岁开始,牛顿被送到公立学校读书,12岁时进入中学。

少年时的牛顿并不是神童,他资质平常,成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。

药剂师的房子附近正建造风车,小牛顿把风车的机械原理摸透后,自己也制造了一架小风车。

推动他的风车转动的,不是风,而是动物。

他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上,然后在轮子的前面放上一粒玉米,刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。

老鼠想吃玉米,就不断的跑动,于是轮子不停的转动。

他还制造了一个小水钟。

每天早晨,小水种会自动滴水到他的脸上,催他起床。

后来,迫于生活,母亲让牛顿停学在家务农。

但牛顿对务农并不感兴趣,一有机会便埋首书卷。

每次,母亲叫他同她的佣人一道上市场,熟悉做交易的生意经时,他便恳求佣人一个人上街,自己则躲在树丛后看书。

有一次,牛顿的舅父起了疑心,就跟踪牛顿上市镇去,他发现他的外甥伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地钻研一个数学问题。

牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。

牛顿又重新回到了学校,如饥似渴地汲取着书本上的营养。

求学岁月:牛顿19岁时进入剑桥大学,成为三一学院的减费生,靠为学院做杂务的收入支付学费。

在这里,牛顿开始接触到大量自然科学著作,经常参加学院举办的各类讲座,包括地理、物理、天文和数学。

牛顿的第一任教授伊萨克·巴罗是个博学多才的学者。

这位学者独具慧眼,看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。

牛顿第一定律方法

牛顿第一定律方法

牛顿第一定律方法牛顿第一定律,也称为惯性定律,是物理学中的一个基本定律,于17世纪由英国科学家牛顿提出。

牛顿第一定律表明,一个物体如果受力平衡,则物体将保持静止状态或匀速直线运动的状态。

牛顿第一定律的核心思想是“物体的原有状态不会自发地改变”。

这就意味着,如果物体是静止的,那么它将继续保持静止,直到有外力作用于它。

而如果物体在运动中,那么它将继续保持以匀速直线运动的状态,直到有外力改变它的运动状态。

牛顿第一定律的形式化表达是:一个物体所受的合力为零时,物体将保持静止状态或匀速直线运动的状态。

数学上,这可以表示为F = 0,其中F表示物体所受的合力。

为了更好地理解牛顿第一定律,我们可以从以下几个方面进行解释和说明。

首先,牛顿第一定律与惯性有关。

所谓惯性,是物体保持原有状态的一种性质。

当物体处于惯性状态时,它不受外界力的干扰,将保持静止或匀速直线运动。

这与我们日常生活中的经验相吻合,例如当我们突然刹车时,我们身体会向前倾斜,因为我们的身体具有惯性,继续向前运动。

其次,牛顿第一定律说明了力与运动之间的关系。

根据牛顿第一定律,只有施加在物体上的合力不为零时,物体才会发生加速度,即改变速度或方向。

换句话说,物体受到的力越大,产生的加速度越大,运动状态的改变也越明显。

再次,牛顿第一定律还解释了为什么在没有摩擦阻力的情况下,物体在水平面上能够保持运动状态。

根据牛顿第一定律,当物体受到一个初速度后,在没有外力干扰的情况下,物体将继续保持匀速直线运动,即保持相同的速度和方向。

此外,牛顿第一定律还可以解释物体在不同场景下的运动状态。

例如,当一个投掷物离开投掷者的手时,它将在空中自由落体运动,这是因为在空气中的阻力可以忽略不计,根据牛顿第一定律,物体将在重力的作用下以匀速直线运动。

而当物体落地时,地面对物体施加了一个反向的力,使物体停止并保持静止。

综上所述,牛顿第一定律是物理学中最基本的定律之一,对于理解物体运动的基本原理和行为有着重要的意义。

牛顿的科学研究思想探索

牛顿的科学研究思想探索
质性。如果说 因果性原理意味着机械论 , 那么统一 l原理就是唯物论 , 生 两者结合就是机械唯物论 , 他对
l~ O[纪科学和哲学发展影响十分巨大。 72 [ }
真理性原理就是绝对真理和相对真理相结合的观点 , 即承认 自然界是可以认识的 , 但这种认识是逐 步迫近的。 牛顿在哲学推理法则 I v中强调指 出, 从实验现象通过归纳分析得 出的结论 , 应该承认其是真
状态是 已知的, 那么以后任意时刻的运动状态都可 以从数学上用求解微分方程 的方式来严格决定 。7 6 19 年拉普拉斯在提 他 的宇宙演化论时,对因果律和决定论更是高度赞誉 ,认为整个宇宙就是一架大机 器, 它的运转由力学定律决定 , 一旦开始运转 , 宇宙中每一物体 以后 的位置和速度是严格决定 了的。 拉普 托斯也因此被称 为“ 决定论之父”爱 因斯坦也是坚定的因果决定论者 , 。 他的相对论是严格的因果决定论
牛顿的科学研究思想探索
韩 小 卫
( 泰卅l 职业技术学院 社会科学 系。江苏 泰州 2 50 ) 2 3 0

要: 牛顿的科学研 究思想对近现代 的科学发展起 着十分重要 的作用, 他的科学研 究思想主
要是推理法则、 归纳法与演绎法结合以及模型与数学相结合的思想 , 了解这些思想对 现在 的科 学研 究仍然有着极其重要的意义。
“ 原理” 带有世界观或方法论性质 , , 它们是统率全局的指导思想 ; 第二类是一些带有普遍意义的技术性 的思想 , 主婴是归纳演绎法 , 对任何学科都适用 ; 第j类是与学科特征密切相关的科学研究思想 , 它们对
某些学科特别适用 , 对另外一些学科就不一定适用 , 这就是模型和数学相结合的思想 。
这四条法则文字 比较涩奥 , 但仔细推敲, 不难领会其意思。 用现在的惯 常文字来表示 , 4条规则可 这

牛顿简介

牛顿简介

牛顿简介最负盛名的数学家、科学家和哲学家,同时是英国当时炼金术热衷者。

他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石。

牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。

他总共留下了50多万字的炼金术手稿和100多万字的神学手稿。

【牛顿的成就】力学方面的贡献牛顿在伽利略等人工作的基础上进行深入研究,总结出了物体运动的三个基本定律(牛顿三定律):①任何物体在不受外力或所受外力的合力为零时,保持原有的运动状态不变,即原来静止的继续静止,原来运动的继续作匀速直线运动。

②任何物体在外力作用下,运动状态发生改变,其动量随时间的变化率与所受的合外力成正比。

通常可表述为:物体的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向一致。

③当物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必然同时给物体甲一个反作用力,作用力和反作用力大小相等,方向相反,而且在同一直线上。

这三个非常简单的物体运动定律,为力学奠定了坚实的基础,并对其他学科的发展产生了巨大影响。

第一定律的内容伽利略曾提出过,后来R.笛卡儿作过形式上的改进,伽利略也曾非正式地提到第二定律的内容。

第三定律的内容则是牛顿在总结C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的结果之后得出的。

牛顿是万有引力定律的发现者。

他在1665~1666年开始考虑这个问题。

1679年,R·胡克在写给他的信中提出,引力应与距离平方成反比,地球高处抛体的轨道为椭圆,假设地球有缝,抛体将回到原处,而不是像牛顿所设想的轨道是趋向地心的螺旋线。

牛顿没有回信,但采用了胡克的见解。

在开普勒行星运动定律以及其他人的研究成果上,他用数学方法导出了万有引力定律。

牛顿把地球上物体的力学和天体力学统一到一个基本的力学体系中,创立了经典力学理论体系。

正确地反映了宏观物体低速运动的宏观运动规律,实现了自然科学的第一次大统一。

浅析牛顿哲学思想

浅析牛顿哲学思想

浅析牛顿哲学思想伊萨克·牛顿(1642-1727)是近代首屈一指的英国物理学家,他继承了开卜勒和伽利略对天上和地上的运动成果,经过长期的实验研究和数学演算,总结出了机械运动的三条物理学基本定律和万有引力定律,整理了动力学整个体系,创立了反映宏观低速运动的牛顿力学(也称经典力学)。

任何自然科学家在其从事科学研究过程中,都要受到一定哲学思想的支配,牛顿也一样。

恩格斯指出:“许许多多自然科学的范围内,是坚定的唯物主义者,但是在这以外就不仅是唯心主义者,而且甚至是虔诚的宗教教徒。

”这也是对牛顿哲学思想的总的写照。

牛顿的唯物主义思想是不彻底的,其根本缺陷在于它的机械性、形而上学性和经验论性质。

对牛顿的哲学思想进行分析有助于我们坚定辩证唯物主义世界观,批判唯心主义和形而上学观点。

牛顿的哲学思想是极其丰富的,首先表现在他具有自发的唯物主义思想。

自然科学本质上是唯物主义的,即自然科学研究必须以承认自然界及其发展规律的客观实在性为前提,牛顿在其从事的科学研究领域中,他承认物质、时间和空间的客观存在,并提出了独立于人的感觉之外的“绝对空间”和“绝对时间”的观念;他承认物质运动规律的客观性,并且能被我们所认识,另外牛顿关于“质量”概念的提出,也是以唯物主义的原子假说为基础的。

牛顿在《原理》第三编的开头写出了“哲学中的推理法则”其内容是:“除那些真实而得已足够说明其现象者外,不必须去寻求自然界事物的其他原因。

”“对于自然界中同一类结果,必须尽可能归之于同一种原因。

”“物体之属性,凡既不能增强也不能减弱者,又为我们实验所能及的范围内的一切物体所具有者,就应视为所有物体的普遍属性。

”“物体的属性只有通过实验才能为我们所了解,……在实验哲学中,我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳而导出的命题看作是完全正确的,或者是非常接近于正确的。

”这些推理法则中,第一条表明:牛顿承认物质的基本属性是物体所固有的;第二、三条表明牛顿坚信自然界的统一性;第四条表明牛顿对于在观察、实验的基础上通过归纳而得出自然规律这一方法的信念。

牛顿方法原理

牛顿方法原理

牛顿方法原理
牛顿方法是一种迭代逼近的数值计算方法,用于寻找方程的根。

它基于用切线来逼近函数曲线,进而不断改进根的估计值,直到达到所需的精度。

牛顿方法的基本思想是选择一个初始的估计值x₀,并计算函
数f(x)在该点的导数f'(x₀)。

然后,通过用切线来逼近函数的
曲线,寻找切线与x轴交点,作为新的估计值x₁。

这个交点
可以通过x₀减去f(x₀)/f'(x₀)得到。

接下来,使用新的估计值x₁,重复以上步骤,计算函数f(x)
在x₁处的导数f'(x₁),并计算新的估计值x₂。

以此类推,不
断迭代计算新的估计值,直到估计值的变化非常小,或满足预定的条件为止。

通过不断迭代,牛顿方法能够逼近方程的根,尤其是对于单根和具有良好初始估计值的多根情况。

然而,需要注意的是,牛顿方法可能会收敛到局部最小值或是发散。

这取决于初始估计值的选择,以及函数本身的性质。

牛顿方法在科学计算和工程领域中得到广泛应用,用于解决非线性方程、优化问题和求解方程组等。

它具有快速收敛的特点,尤其在迭代过程的早期阶段,收敛速度较快。

然而,牛顿方法也有一些局限性,例如对于函数存在间断点、奇点或无法导数的情况,牛顿方法无法适用。

此外,初始估计值的选择对牛顿方法的收敛性和稳定性也有很大影响。

因此,在实际应用中,需要根据具体问题的特点来选择合适的方法和优化策略。

牛顿的观点

牛顿的观点

艾萨克-牛顿创立了经典力学,他认为空间与身体是不同的,时间的流逝是均匀的,与世界上是否发生了任何事情无关。

出于这个原因,他谈到了绝对空间和绝对时间,以便将这些实体与我们测量它们的各种方式(他称之为相对空间和相对时间)区分开。

从古代到十八世纪,否认空间和时间是真实实体的相反观点认为,世界必然是一个物质集合体。

关于空间,他们认为空的概念是一种概念上的不可能。

空间只不过是一个抽象概念,我们用它来比较构成质体的不同安排。

关于时间,他们坚持认为,没有变化的地方就不可能有时间的流逝。

时间只是对世界内部变化周期的一种衡量。

与这些关于空间和时间的本体论地位的问题相关的是真正运动的性质问题。

牛顿将一个物体的真正运动定义为它在绝对空间的运动。

那些在牛顿之前或之后不久拒绝空间的真实性的人,不一定否认有一个关于任何特定物体的真实运动状态的事实存在。

他们认为,真正运动的概念可以从相对运动的具体细节或其原因方面进行分析。

这样做的困难对牛顿来说构成了绝对空间存在的有力论据。

在最近的文献中,牛顿关于空间和时间的本体论的论点被称为实体主义,与关系主义相对。

不过,牛顿并没有把空间和时间视为真正的物质(就像典型的身体和思想一样),而是视为真实的实体,有其自身的存在方式,这是上帝的存在(更具体地说,他的无所不在和永恒性)所必需的。

今天,牛顿最著名的是作为一名物理学家,他最大的贡献是在他的《自然哲学原理》中提出了经典力学和引力理论,该书首次出版于1687年,现在通常被简单称为 "牛顿原理"。

牛顿关于空间、时间和运动的观点不仅为这部巨著提供了运动学基础,从而为整个古典物理学提供了基础,直到20世纪初,而且在牛顿的一般哲学和神学体系中也发挥了不可或缺的作用。

由于牛顿从未起草过关于这一总体体系的论文,甚至是摘要,他作为17世纪,甚至是所有时代的伟大哲学家之一的地位不再受到广泛重视。

在《原理》的开头,插在 "定义 "和 "运动定律 "之间的 "学说",阐述了牛顿对时间、空间、地点和运动的看法。

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牛顿的科学思想方法牛顿定律及其世界体系的建立,是人类认识客观世界过程中的一次飞跃。

美国科学史家Kuhn(科赫)把它称为科学革命。

如果日心说是第一次科学革命,牛顿力学就是第二次科学革命。

科学革命是技术革命的先导,在牛顿的科学革命之后大约一百年,出现了18世纪末19世纪初的工业革命或产业革命。

牛顿在《原理》中提出了力学的三大定律和万有引力定律,把地面上物体的运动和太阳系内的行星的运动统一在相同的物理定律之中,从而完成了人类文明史上第一次自然科学的大综合。

它不仅标志了16,17世纪科学革命的顶点,也是人类文明、进步的划时代标志。

它不仅总结和发展了牛顿之前物理学的几乎全部重要成果,而且也是后来所有科学著作和科学方法的楷模。

牛顿的科学思想和科学方法对他以后三百年来自然科学的发展产生了极其深远的影响。

牛顿的科学观是因果决定论的科学观。

他认为天体运动的原因就是万有引力,行星运动的规律是由万有引力定律决定的。

他根据万有引力定律成功地解释了行星、卫星和彗星的运动,直至最微小的细节,同样也解释了潮汐和地球的进动。

在牛顿力学中只要知道质点在初始时刻的位移和速度,根据牛顿定律就可以预言其后时刻的运动情况,这是典型的因果描写。

但是,在牛顿以前往往并不用因果论来解释自然现象,而用目的论来解释自然现象,即按照某种目的或结果来解释运动现象,而不是用力的原因作解释。

牛顿采用因果性的解释在物理学的发展中是重要的一步。

爱因斯坦指出:“在牛顿以前还没有实际的科学成果来支持那种认为物理因果关系有完整链条的信念。

”牛顿建立了物理因果性的完整体系,从而揭示了物理世界的深刻特征。

在决定论科学观的基础上,牛顿确立了他的物理框架,所谓物理框架就是对物理现象解释的一种标准。

牛顿框架的核心是力和力所决定的因果性,认为找到了力的规律就是找到了对运动现象的解释。

然而,在牛顿以前并不使用力的框架,而是“和谐性”的框架。

在哥白尼—开普勒时期,他们追求的是和谐性,即寻找运动的和谐,认为找到了和谐就找到了解释,这种思想在这一时期发展到了顶峰。

哥白尼之所以怀疑托勒密体系,主要是他认为托勒密体系很不和谐,在托勒密体系中行星有时逆行。

如果将中心从地球移到太阳,则行星的运动更加和谐。

正如哥白尼说的显示了“令人欣赏的对称性”和“清晰的和谐性”。

到了牛顿一代,不再采用和谐性框架,不再认为寻找“和谐”就是寻找对运动现象原因的解释,牛顿认为找到了力才是找到了对运动现象的解释。

以后的物理学家主要依据力的框架进行工作。

爱因斯坦指出:“直到19世纪末,它一直是理论物理学领域中每个工作者的纲领。

”“这个物理学框架在将近二百年中给予科学以稳定性和思想指导。

”沿用牛顿的框架发展到顶峰的是麦克斯韦,麦克斯韦坚持牛顿的力的框架,他建立了电磁学的力学模型,企图用以太中的力来解释电磁现象,发展电磁理论,后来,他不再采用力学模型,而是用电磁场的概念来分析问题,这反映出框架的变化。

牛顿在科学研究中坚持以经验为基础,他认为在没有从观察和实验中发现引力之原因时,决不杜撰假设。

牛顿的“不杜撰假设”具有方法论的意义,这种方法论与他同时代的大多数人所遵循的方法迥然不同。

牛顿的同时代人都追随笛卡儿探索自然现象的原因,构筑引力的机制。

而牛顿则不然,他所关心的不是引力“为什么”会起作用,而是“如何”在起作用。

他的目的是寻求引力所遵从的规律,提出准确的数学描述,证明行星系统如何依赖于引力定律。

但是,牛顿的认识路线也不同于受经验主义影响很深的胡克的认识路线。

胡克强调从实验上去探求引力定律,忽视数学推理的必要性。

他的表述停留在定性认识上,缺乏定量的成分。

他没有认识到当时更需要的是数学推理,而不是实验,因为所有行星运动的实验资料都已总结在开普勒定律之中,而胡克面对实验事实,迟迟不能提出物理模型,进行数学推导,从而确立力的定律。

这是他在方法论上不如牛顿的地方。

牛顿所遵循的认识途径是从实验观察到的运动现象去探讨力的规律,然后用这些规律去解释自然现象。

正如他在《原理》一书的前言中写道:“我奉献这一作品,作为哲学的数学原理,因为哲学的全部责任似乎在于——从运动的现象去研究自然界中的力,然后从这些力去说明其它自然现象。

”爱因斯坦对牛顿的科学认识道路给予了高度的评价。

他在《自述》一文中写道:“你(指牛顿)所发现的道路,在你那个时代,是一位具有最高思维能力和创造力的人所能发现的唯一的道路。

”牛顿的科学认识道路对以后物理学的发展产生了深刻的影响,许多物理学家都沿着牛顿的道路进行工作。

1827年,安培在《电动力学理论》一书中,阐述了他处理电磁现象的方法:从观察事实出发,撇开力的性质的假说,推导出这些力的表达式,确立一般规律。

最后他明确指出:“这就是牛顿所走过的道路,也是对物理学做出重大贡献的法兰西知识界近来普遍遵循的途径。

”牛顿研究方法的一大特点是对错综复杂的自然现象敢于简化,善于简化,从而建立起理想的物理模型。

宇宙间星体的相互影响是无限复杂的,每个星体都是一个引力中心,所以它是一个相互作用的多元的复杂系统;而且每个星体都有一定的形状和大小;每个“行星既不完全在椭圆上运动,也不在同一轨道上旋转两次。

”面对这一情况,不采用简化模型予以分别处理是极为困难的。

1684年,牛顿在《论微粒》一书中指出:“同时考虑所有这些运动之起因,是整个人类智力所不能胜任的。

”牛顿是怎样对这一复杂系统进行简化的呢?他采用的简化模型的步骤是:从圆运动到椭圆运动,从质点到球体,从单体问题到两体问题。

他一次又一次地将他的理想模型与实际比较,再适当加以修正,最后使物理模型与物理世界基本符合。

所以牛顿的万有引力定律既解释了为什么行星的运动近似地遵守开普勒定律,又说明了为什么它们又是那样或多或少偏离开普勒定律。

牛顿把一切物体间的引力归结为粒子间引力的思想,对以后的物理学家影响很大,19世纪20年代,毕奥、萨伐尔和安培在研究电流之间的作用时,总是把它们归结为电流元之间的作用力。

牛顿研究方法的另一特色是运用形象思维的方法,进行创造性的思维活动,他构思了一些神奇理想实验,创造了新的物理图象,来揭示天体运动与地面上物体运动的统一性。

牛顿在他的《原理》第三篇一开始处,就写出了4条“哲学中的推理法则”,高度地概括了他的研究方法。

法则1 寻求事物的原因,不得超出真实和足以解释其现象者。

法则2 因此对于相同的自然现象,必须尽可能地寻求相同的原因。

法则3 物体的特性,若其程度既不能增加也不能减少,且在实验所及范围内为所有物体所共有,则应视为一切物体的普遍属性。

法则4 在实验哲学中,我们必须将由现象所归纳出的命题视为完全正确的或基本正确的,而不管想象所可能得到的与之相反的种种假说,直到出现了其它的或可排除这些命题,或可使之变得更加精确的现象之时。

以上的法则1可称为简单性法则,用牛顿的话说就是“自然界喜欢简单性。

”他创建的牛顿运动定律和万有引力定律在内容和数学形式上都体现了简洁性。

不作“多余原因的侈谈”,“言简意赅才见真谛”。

法则2和法则3可称为统一性法则。

牛顿正是按照这两条法则把天上运动和地上运动统一起来,并确立了引力普适性的概念。

法则4是关于认识的真理性法则,牛顿认为从现象归纳出的命题,从它们源于实验又为实验所证明来看,是“精确真实的”,“完全正确的”,从实验证明的局限性来看,从在每一认识阶段上人们都是在根据部分的或有限的资料从事工作上来看,又是不完备的,有待于发展的。

关于法则4里所讲的归纳方法,牛顿还在《光学》书末最后一条疑问里,做出如下较详细的说明:“在自然哲学里,应当像数学里一样,在研究困难的事物时,总是先用分析的方法,再用综合的方法。

这种分析方法包括进行实验和观察,并且用归纳法从中推出普遍结论……用这样的分析方法,我们可以从复合物推知其中的成分,从运动推知产生运动的力;并且一般地说,从结果推知原因,从特殊原因推知更普遍的原因,一直到最普遍的原因为止。

这就是分析的方法;而综合的方法则包括设定已经发现的原因,并且把它们确立为原理,再用这些原理去解释由它们而发生的现象,并且证明这些解释的正确性。

”这里牛顿所讲的分析和综合的方法,就是归纳和演绎的方法。

凭着这一方法,就可以完成从特殊到一般,再从一般到特殊的认识过程。

人们在探索物质运动规律的过程中,归纳的过程就是通过对运动的研究,探索自然界力的规律的过程,演绎的过程就是运用已知力的规律,去计算物体的运动,做出明确预见的过程。

万有引力定律的建立和海王星的发现就是运用归纳-演绎法的一个光辉的范例。

牛顿的科学思想和科学方法不仅使他少走弯路,发现了万有引力定律,而且深刻地影响着以后物理学家的思想、研究和实践的方向。

这说明科学思维方法的极端重要性。

从物理学的重大发现中吸取科学思想、科学方法的营养,对提高我们提出问题、分析问题和解决问题的能力都是大有裨益的。

牛顿对人类的贡献是巨大的。

然而牛顿却能清醒地评价自己的一生。

他对自己所以能在科学上有突出的成就以及这些成就的历史地位有清醒的认识。

他曾说过:“如果说我比多数人看得远一些的话,那是因为我站在巨人们的肩上。

”在临终时,他还留下了这样的遗言:“我不知道世人将如何看我,但是,就我自己看来,我好像不过是一个在海滨玩耍的小孩,不时地为找到一个比通常更光滑的卵石或更好看的贝壳而感到高兴,但是,有待探索的真理的海洋正展现在我的面前。

”。

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