下载文档原格式
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。
开启科学之门的天才——牛顿牛顿在光学上也有伟大的贡献。
牛顿扩大了笛卡儿等人的棱镜实验。
他制做了一个玻璃三角棱镜，在实验中，把房间所有的门窗关闭，并用黑布遮住，在一个窗户上留一个小孔，让适量的阳光射进来，然后把棱镜放在光的入口处。
棱镜把白色的太阳光分散成由不同颜色光线组成的光带折射在对面的墙上，赤、橙、黄、绿、青、蓝、紫，非常好看。
牛顿又进一步把棱镜倒置，结果又把这个有色光带重新组成白色光，从而得出了太阳光是由有色光组成的正确结论。
牛顿把这一现象同自然界中的彩虹联系起来，发现彩虹的一边总是红色的，而另一边是紫色的，在红与紫之间排列着其他的光色。
牛顿通过不断的实验，发现在彩虹中，雨点的作用便等于棱镜的作用。
后来，牛顿用单色进行各种实验，从而科学地解释了虹的现象，揭开了彩虹的奥秘。
为了消除当时折射望远镜中普遍存在的色散现象，牛顿着手制造新的望远镜。
他用凹面镜，即中央凹进去的镜子，和普通的平面镜，在1762年做成了一架望远镜。
这就是牛顿发明的“反射望远镜”。
牛顿创立了光的“微粒说”，认为光是由发光体射出的微粒组成的，白光可以说是不同色的各种微粒的混合体，微粒把它们各自分开了。
折射是由于从玻璃的粒子所发出的力作用在光的粒子上所致，光离开棱镜以后，各种色的微粒就会沿着不同路线折射而互相分开。
牛顿还试图用光的微粒在它们作用的物体中激起颤动，来统一“微粒说”和当时惠更斯等创立的光的“波动说”。
现代科学已经证明，光是有微粒和波动两重性的，即光的“波粒说”，可见牛顿的“微粒说”只反映光的一定的本质。
牛顿在数学上的伟大贡献是发现微积分。
在牛顿发现微积分的过程中，他的老师巴罗的“微分三角形”思想，给了他很大影响。
费尔马作切线的方法和华里斯的《无穷算术》，也给了他启发。
牛顿的微积分思想即流数术，最早出现在他1665年5月写的一页文件中。
他的微积分理论主要体现在三部论著中。
在《运用无穷多项方程的分析学》里，他给出了求瞬时变化率的普遍方法，阐明了求变化率和求面积是两个互逆问题，从而揭示了微分和积分的联系，也就是沿用到现在的所谓微积分的基本定理。
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。
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。
牛顿的“科学”与“人生”姓名：学号：学院：电话：日期：摘要：谈到物理学的发展史，却不谈及牛顿，那么物理学的故事就是不完整的，牛顿的科学研究在他所处的时代，始终处于科学的前沿。
牛顿在在光学、力学、运动定律、数学领域等方面有着突出的贡献，此外牛顿还发展出了理论及实验的科学。
本文探讨了牛顿在不同的人生阶段的生活、科学思想与科学发现，牛顿的方法是归纳和演绎的综合，而理论的真理性并不由逻辑，而最终由经验终判定。
众所周知，牛顿身上最大的争议来自他对炼金术和神学长久的痴迷，本文立足于牛顿所处的时代背景，辩证的探讨了牛顿的神秘主义思想对他的科学思想的意义；并探讨了牛顿的思想和科学发现对他所在的时代的科学研究与思想进步的意义。
关键词：牛顿、学术传统、光学理论、运动理论、炼金术、科学美、引言Nature and nature's laws lay hid in night；God said "Let Newton be" and all was light。
自然与自然的法则在黑夜隐藏，上帝说，让牛顿出世！世界一片光。
——摘自牛顿的“墓志铭”牛顿在十七世纪度过了他人生的大半时光，当时，世界还停留在炼金术的时代，许多让我们赖以度日的小东西还没有出现：没有卫生纸，没有牙膏，也没有电视电话。
但那已是个书籍和报纸的时代，是书信和日记（17世纪的博客）的时代。
伴随着牛顿的手稿和信件的断续公开，关于牛顿的研究以及关于牛顿的争议，颇有柳暗花明又一村之势……在阅读文献和书籍时，我曾试图把牛顿的感性和理性，或者说把牛顿的科学和炼金术分开评说，但我发现，牛顿的生活以及牛顿的思想是一种“混浊一体”的包含了很多矛盾的状态，比如我们难以理解牛顿的科学以及对炼金术的狂热的追逐……但是牛顿当年孜孜不倦于书房、图书馆和他的炼金术炉火旁时，他并没有把自己限制在我们所定义的“科学”，他面对的是整个自然，自然作为一个整体，永不停息的运动着，而理性则深藏其间。
牛顿的科学研究到底发现了什么？为何之后一直研究神学一谈到科学物理，恐怕大家最有印象的重力这一理论大家都能说上一二，因为这也是学生头疼的一段物理知识了，虽然看起来很简单但是用起来却是无比的复杂，而且在很多领域都要考虑重力的情况，哪怕到了现在研究天体的时候，重力更是显得重要。
那么重力学的发现奠基者牛顿，自然就成了科学界的信仰人物，学生心中的噩梦。
牛顿是一个非常罕见的天才，他能够在那个时代的乱从中发现重力并加以论证，最终证明了重力的存在，他所提出的引力论即便是在现代科学中也是占据着显赫的地位，也是物理学的基础，可以说牛顿一个人就让世界的科学发展提前了无数年。
我们对牛顿的了解是，我们都知道物理学中的牛顿。
我们大家都知道牛顿是一位科学伟人，他为近代科学的发展奠定了不可动摇的基础，他就是那个站在巨人肩膀上的人，但是很多人不知道的是，牛顿在他生命的头40年里都是关于科学的，但是在他生命的未来40年里，他把所有的时间都花在神学研究上。
到了现在我们都知道，神是不存在的，当然除了一些有神论者，很多人都不相信神的存在，普通人中都很少有人相信，更别说科学界了，科学界相信有神的人更是少之又少，那么为什么牛顿会在生命的后40年里研究神学呢？也正是因为牛顿的神学研究让现在很多别有心思的人觉得，科学的尽头是神学，这世界上还是有神的。
所以牛顿到底经历什么？为什么会放弃科学去研究神学呢？难道这个世界上真的有神？牛顿到底在科学里发现了什么才让这样一位科学巨匠去研究神学？要知道一位为科学做出巨大贡献的人绝不可能是有神论者，科学研究者根本不可能相信有神的存在，因为一旦相信有神的存在之后很多科学实验都会变得索然无味毫无进取。
在研究的后期，牛顿常常以神学的方式解释某些宇宙现象或天体运动，大概是牛顿认为有些现象用科学根本无法解释吧。
那为什么牛顿在后半生开始学习神学？在科学研究中发现了什么秘密？是不是有些难以解答的科学知识，从上帝的角度来看待它，那些问题就是完全合理的？在牛顿这个概念提出之后，许多科学家肯定会在那个科学时代反对它，因为他们认为牛顿的神学理论根本没有实践基础，他们认为上帝不存在，只存在于一些有精神信仰的人的心中。
