牛顿力学的美学思想
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牛顿力学朴素唯物主义世界观
牛顿力学朴素唯物主义世界观是一种基于牛顿力学理论的哲学观点,强调物质世界的实在性和客观性。
按照这一世界观,我们所生活的世界是由物质组成的,物质是存在于时间和空间中的实体,而物质的变化和运动是由力所驱动的。
牛顿力学认为,物体的运动是受到力的作用而产生的,而力的产生又与物体的质量和加速度有关。
根据质量和加速度之间的关系,我们可以得出运动物体的动力学方程。
这种力的观念源自于我们对自然规律的观察和实验研究,可以解释和预测物体运动的规律。
牛顿力学朴素唯物主义世界观强调物质的本体实在性,即物质是真实存在的,不依赖于我们的意识和观察。
物质存在于时间和空间中,遵循客观规律。
我们的知识和理解是基于对物质世界的观察和实验,通过这种方式我们能够认识和理解世界的运行规律。
此外,牛顿力学朴素唯物主义世界观还强调因果关系的存在。
根据牛顿力学的观点,任何物体的运动都是由力所引起的,而力的作用和物体的质量、加速度之间存在着因果关系。
因果关系意味着,在一定条件下,特定的原因必然导致特定的结果,从而形成了物质世界中各种现象和规律的联系。
综上所述,牛顿力学朴素唯物主义世界观是一种将牛顿力学理论应用于哲学思考的观点,强调物质的实在性、客观性和因果关系的存在。
它通过对物质世界的研究和理解,揭示了自然界的运行规律,并为我们对世界的认识提供了基础。
牛顿力学中的美学思想作者:周旭来源:《学理论·上》2014年第09期摘要:牛顿力学是物理学上的经典之作。
然而牛顿力学的出现不单单是逻辑推导与实验共同进行的结果,在这一过程中也存在着一定的美学思想。
美学思想对其理论的研究方向及研究方法是起到作用的。
试从美学的角度出发对牛顿研究力学过程中的一些方法及思考做出一定的分析,从而解释牛顿的力学研究是符合审美需要的,同时也产生了一系列审美活动,这主要表现在其研究中的艺术性体现与想象力发挥。
借此分析牛顿研究上的美学观点以达到解释其学术上的贡献的目标。
即美学的体现也是解释牛顿力学的一个方法。
关键词:艺术性;想象力;审美活动;审美形态;审美需要中图分类号:B83-0 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2014)25-0092-02人的审美需要是人的本质的一种内在的规定性,它不仅是人的一切活动赖以发生的根据和动力来源,同时也是显示人发展所达到一定程度的重要标志。
马克思说:“工业的历史和工业的已经产生的对象性的存在,是一本打开了的关于人的本质力量的书,是感性地摆在我们面前的人的心理学。
”[1]96牛顿力学的应用是广泛存在于工业生产中的。
所以其产生的审美需要会触发其在对自然的各种活动中产生的审美活动。
同时人对自然的审美过程随着一定文化水平的变化不再是单纯的自然需要,它一定是符合人性的方式以合乎人的心理需要来影响人的审美活动。
人的审美需要本身会产生审美对象的无限丰富性和多样性。
新的需要的产生会产生新的历史活动。
科学的研究过程本身就是对自然界本身的改造,是文化水平的前进,故牛顿力学的研究过程本身就存在着诸多审美的需要,也会触发审美活动。
过去对牛顿美学的研究集中在对其思想上的和谐性、简单性、统一性、数学美等几方面,并未解释其发生的内在原因是内在审美活动的需要,只从逻辑经验角度出发,故本文希望通过以审美需要触发审美活动为方法解释美学,也是解释牛顿力学的一个标准。
牛顿力学对当时代人的思想的影响和思考xx 力学对当时代人的思想的影响和思考牛顿( IsaacNewton1643.1.4--1727.3.20 )是英国物理学家、数学家和天文学家,经典物理学理论体系的建立者。
爱因斯坦于1927年在纪念牛顿逝世200周年时曾赞扬牛顿说“ 在他以前和以后都还没有人能像他那样地决定着西方的思想、研究和实践的方向。
” 在他诞生360年之际,人们仍在歌颂他、赞美他,其原因正如爱因斯坦在上一世纪初所说的一样。
牛顿创立了力学,被称为“ 力学之父” 。
是世界史上对人类文明作出划时代贡献的少数科学家之一。
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。
伽利略通过对自由落体的研究,已经发现了惯性运动和在重力作用下的匀加速运动,奠定了牛顿第一定律和第二定律的基本思想。
伽利略关于抛物体运动定律的发现,对牛顿万有引力的学说也有深刻的启示作用。
开普勒所发现的行星运动定律则是牛顿万有引力学说产生的最重要前提。
牛顿非常善于广泛汲取前人的科学成果并综合运用多方面的知识进行跨学科的研究,通过吸收前人的科学研究成果,牛顿为经典力学体系的建立充实了知识准备 . 虽然经典力学建立在丰富的科学经验之上,但经典力学的建立和牛顿的个人原因有不可分割的关系。
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。
一般地说,美至少有两个各具特征的层次:一个是事物外在的感性形态美;另一个是事物内在的结构和谐有序的理性之美.艺术美,环境美,主要突出美的形象性和情感性,侧重于前一个层次,美感以形象思维为主;而物理美,既有感性形态美,又有抽象的理性美.但物理美更多的是理性之美,美感以理性知识为基础,靠抽象思维.欣赏音乐美要有富于乐感的耳朵,欣赏造型美要有艺术的眼睛,要想感受到物理美,不只是耳朵和眼睛,而是全部心灵.物理学家费尔德曾指出:"当你领悟一个出色的公式时,你会得到如同听巴哈的乐曲一样的感受." 天体物理学家开普勒一见到哥白尼的《天体运动论》一书后曾兴奋地说:"我以难以相信的欢乐心情去欣赏它的美."物理美的基本特性要欣赏物理美,首先要了解它的基本特性.物理美具有以下几个特性:真理性.虚假的东西谈不上美,一切美都必须以真为基础.物理美首先体现在物理学的理论和实验揭示了自然界的奥秘,反映出物质运动的客观规律,因而才有美可言.和谐统一性.神秘的太空中天体的运动,在开普勒三定律的描绘下,显出多么的和谐有序.物理学上的几次大统一,也显示出美的感觉.牛顿用三大定律和万有引力定律把天上和地上所有宏观物体的运动规律统一了.麦克斯韦电磁理论的建立,又使电和磁实现了统一.爱因斯坦质能方程又把质量和能量建立了统一.光的波粒二象性理论把粒子性,波动性实现了统一.爱因斯坦相对论又把时间,空间统一了.简洁明快性.物理美的简洁明快性,体现在物理规律的数学语言上.例如:牛顿第二定律,爱因斯坦质能方程,法拉第电磁感应定律.对称性.一般人的印象中,美首先表现为对称.这种对称一般指物体形状的对称性,深层次的对称则表现为事物发展变化或客观规律的对称性.大自然充分体现了对称性的存在.例如: 各种植物的叶,花瓣,果实,各种动物,人体的外形.在建筑设计方面, 如天安门,赵州桥等等.都会给人以庄严肃穆, 稳定平衡, 坚如磐石之美.各种几何图形,如圆,球椭圆,,双曲线,抛物线等等,都体现出对称性.物理学中各种晶体的空间点阵结构具有高度的对称性.竖直上抛运动,简谐运动,波动镜像对称,磁电对称,作用力和反作用力对称,正粒子和反粒子,正物质和反物质,正电和负电,n极与s极等等都是.预见性.正确的物理理论,不仅能解释当时已发现的物理现象,更另人赞叹的是,它能预见当时无法探测到的的物理现象.例如麦克斯韦电磁理论预见电磁波存在,卢瑟福预言中子的存在,菲涅耳的衍射理论预言圆盘衍射中央有泊松亮斑,狄拉克预言电子的存在.精巧性.卡文迪许扭称和库仑扭称十分精巧,简直堪称一种艺术珍品.而旋转八面镜法测光速,其实该设计也十分的精巧.牛顿力学中的物理美牛顿是近代自然科学的鼻祖,他的传世杰作《自然哲学的数学原理》建立了第一个科学的力学体系,充分体现了牛顿的物理美思想.主要体现在以下几个方面:牛顿把自然界中多种多样的物理抽象成理想模型:质点.从而使一个错综复杂的自然界被简化为一个由无数质点组成的体系,物体之间的空间关系顿然显得清晰可辨,充分体现了牛顿以简御繁的伟大才能和天才的构想.世界万物不是孤立的,它们都处于相互影响和相互作用之中.牛顿把物体之间相互作用定义为力,并建立了力作用的普遍规律:牛顿三大运动定律.运动定律的建立,使复杂的物质运动,显出惊人的有序和和谐.从苹果落地到万有引力定律的发现,使遥远的天体,神秘的太空,再次显示出和谐有序.行星的运动,彗星的如期出现,海潮涨落,天体质量的测定,新行星的发现,都在牛顿描绘下是如此的必然,从而破除了各种迷信和邪说.牛顿不仅以最简的物理图象去描绘错综复杂的世界,而且还用最简洁的数学语言构建了一个完整严密优美的逻辑体系.牛顿第二定律和牛顿第三定律以及万有引力定律是多么的简洁明了,严密完整.很多物理学家把牛顿的几个定律誉为"神仙写出的公式".牛顿为后人展示了一种用数学方法去研究物理问题的典范.牛顿力学的物理美,不仅能正确描述当时知道的和探测到的物质运动的有序规律,而且还能预见到客观世界中尚未为人观察到的事物的存在.关于引力常数的预言,天王星和海王星的相继发现,都证实了牛顿力学理论的正确与真正的科学美.在西方大学的文科《科学欣赏》课程中,把万有引力内容作为欣赏的重要章节,更说明牛顿力学具有美的欣赏价值.物理美学思想在物理学研究中的重要作用物理美不仅具有欣赏价值,更重要的是,物理美学思想是一种非常规的创造性思维方法,是研究物理现象,探究物理规律的重要思想方法.牛顿在《原理》一书中说得明白:"自然界不做无用之事,只要少做一点就行了,多做了却是无用.因为自然界喜欢简单化,而不爱用多余的原因夸耀自己."爱因斯坦说:"照亮我的道路,并且不断地给我新的勇气去愉快地正视生活的理想,是善,美和真."狄拉克说:"理论物理学家把对美的要求,看成是一种信仰."伽利略则认为,科学的任务是要去发现大自然的合理次序与和谐.哥白尼,开普勒,笛卡尔等人,他们相信自然界是按照和谐优美的的数学方式设计的,自然界是合理的简单的和有秩序的.反映物理世界的理论应该也是简单的.物理学家始终把美作为思考问题的一条主线. 早在公元前4世纪亚里士多德认为,宇宙中圆是最完美的形,球是最完美的体,人类居住的大地应该是一个球,从而第一个提出了"地球"的概念.中国远在西周周文王的太极八卦图,也是一个最简单的能反映客观世界的一种理论.汤姆生,卢瑟福先后提出的原子模型是球形的,开普勒描绘的天体运动以及玻尔原子轨道也与美学思想不可分割.法拉第从奥斯特电生磁现象中受到启发,从电磁对称美的角度出发寻找磁生电,导致了电磁感应规律的发现.爱因斯坦从相对论建立到大统一场理论的设想,麦克斯韦电磁场理论的统一,德布罗意物质波的假设都与美的和谐统一性是密不可分的.各种粒子都已找到了各自的反粒子,很多反粒子的发现,首先是根据对称性在理论上预言存在,最后在实验中寻找到的.最鲜明的例子就是正电子的发现.首先是狄拉克在理论上预言有正电子,后来才由安德逊在实验中发现的.马克思认为,人是按照美的规律创造世界的.因此创造物理理论,也必须遵循美的规律.物理教学中要重视物理美学教育物理美学思想是一种重要的思想方法,因此在物理教学中要贯穿物理美的教育.美籍物理学家杨振宁博士曾写了《美与物理学》文章,文中说到:"用专业知识教育人是不够的,通过专业教育,人可以成为一种有用的机器,但不能成为一个和谐发展的人."因此,在物理教学中进行审美教育和美感教育是素质教育的重要组成部分.对学生进行物理美学教育可从以下几个方面进行:1,传授物理知识时.要让学生从物理美的几个特性去领悟物理知识中的"美""妙"所在,去激发学生学习物理的兴趣,同时让学生感受物理学家追求完美的一种精神.如法拉第通过十年坚持不懈努力,发现了电磁感应现象;布拉凯特从2万多张云室照片中的40多万条α粒子径迹中发现8条产生分叉……用这些事例去激发学生崇尚科学,勇于进取,追求真理.2,在物理教学的形式和手段上,要重视从实验的设计思路和观察物理现象上培养审美感.有目的地进行美育渗透,使学生审美能力不断提高.还可以创造条件,让学生多做小实验,搞点研究性课题和充分利用多媒体影象设备进行教学,从而增加学生学习兴趣及美感.3,提高学生的个人文化品质素养.爱因斯坦演奏小提琴艺术水平很高,杨振宁在音乐,诗歌,绘画诸方面的造诣都很高,很多科学家的文化素养都超出常人.因此提高学生的文化品质素养,拓宽学生知识面,都可以增加美感和提高科学的审美能力.。
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。
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。
谈谈物理学中的对称美学思维作者:韩文静来源:《教师·综合版》2009年第12期摘要:本文通过对物理学中对称现象的探讨,提出了运用美学思维激发学生的学习欲望,让物理教学成为一门美的艺术的教学观点。
关键词:对称性;美学思维;方法论对称性是指自然界的一切物质和过程都存在或产生它的对应方面。
这种对应方面表现为现象的相同、形态上的对映、物质的反正、结构上的重复、性质上的一致、规律性的不变,等等。
自然科学的研究成果表明,在自然界中从微观到宏观,从无机界到有机界、从非生命界到生命界,无一不在一定范围内、一定程度上存在着各种各样的对称性。
可以说对称性深刻地揭示了自然界相互联系中的一致性、不变性和共同性,它是反映自然规律的一条基本原则。
对称性常表现为四个方面:①物体形状或几何形体的对称性。
例如在物理学中的晶体结构的研究中发现,晶体的点阵结构具有高度的对称性,常称为晶体对称性。
对称性使晶体具有很多特殊的性质,如X射线的洐射实验就是直接和晶体对称性密切相关的,正是在此基础上,人们才发展了X射线的结构分析技术。
②物质存在形式的对称性,例如正电荷与负电荷、磁体的N极与S极、粒子与反粒子。
③物理过程中的对称性,如电生磁和磁生电,动能转化势能和势能转化为动能。
④物理规律的对称性,主要是指物理规律在某种变换下的不变性,如空间坐标平移的不变性、时间坐标平移的不变性、空间转动的不变性、伽利略变换、洛仑兹变换的不变性等。
对称性对物理学的发展有着重要意义。
从物理理论的发展来看,正是“对称—不对称—新的对称”的不断循环往复,才使物理理论从较低的对称层次向较高的对称层次发展,从较小的统一向较大的统一发展,使人类对自然界的认识不断深入。
这也是物理学总的发展方向和追求目标,沿着这条道路,历代物理学家作出了杰出贡献。
牛顿把天上的力学与地上的力学对称综合起来,建立了经典力学体系;20世纪中叶李政道、杨振宁又提出在弱相互作用中宇称不守恒,并得到了实验的验证,这一发现为人们探索更高层次的对称提出了新的课题。