牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(Newtonianmechanics)以牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)運動(dong)定(ding)(ding)律和(he)(he)萬有引(yin)力(li)定(ding)(ding)律(見萬有引(yin)力(li))為(wei)基礎(chu),研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)速度(du)(du)遠小于(yu)光速的(de)(de)(de)(de)(de)宏觀物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)規律。狹(xia)義相對論(lun)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)速度(du)(du)能(neng)(neng)與光速比擬(ni)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong),量子力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)電(dian)子、質子等(deng)微觀粒子的(de)(de)(de)(de)(de)運動(dong)。從(cong)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)范(fan)疇(chou)來說(shuo),牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)同(tong)相對論(lun)和(he)(he)量子力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)相區(qu)別,牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)是經典(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)組成部(bu)分。繼I.牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)以后,J.-L.拉(la)格(ge)(ge)(ge)朗(lang)日(ri)和(he)(he)W.R.哈(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)(dun)相繼發展了新的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)系(xi)(xi)(xi)。牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)所(suo)著重的(de)(de)(de)(de)(de)量如力(li)、動(dong)量等(deng)都具有矢量性(xing)質,而(er)且(qie)牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)方(fang)(fang)程(cheng)是用(yong)矢量形式表(biao)達的(de)(de)(de)(de)(de),故(gu)牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)可稱為(wei)矢量力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue);拉(la)格(ge)(ge)(ge)朗(lang)日(ri)體(ti)系(xi)(xi)(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)(dun)體(ti)系(xi)(xi)(xi)所(suo)著重的(de)(de)(de)(de)(de)量是系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng),它(ta)具有標(biao)量的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質,可以通(tong)過力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)變分原理建立系(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)方(fang)(fang)程(cheng),故(gu)拉(la)格(ge)(ge)(ge)朗(lang)日(ri)體(ti)系(xi)(xi)(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)(dun)體(ti)系(xi)(xi)(xi)等(deng)可統(tong)稱為(wei)分析力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)。因此(ci),從(cong)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)方(fang)(fang)法和(he)(he)體(ti)系(xi)(xi)(xi)來說(shuo),牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)同(tong)拉(la)格(ge)(ge)(ge)朗(lang)日(ri)體(ti)系(xi)(xi)(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)(dun)體(ti)系(xi)(xi)(xi)相區(qu)別;但從(cong)經典(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)基本原理來說(shuo),拉(la)格(ge)(ge)(ge)朗(lang)日(ri)方(fang)(fang)程(cheng)和(he)(he)哈(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)(dun)原理同(tong)牛(niu)頓(dun)(dun)(dun)定(ding)(ding)律是等(deng)價的(de)(de)(de)(de)(de)。然而(er),哈(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)(dun)原理能(neng)(neng)應用(yong)于(yu)較(jiao)廣泛的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理現象。將(jiang)拉(la)格(ge)(ge)(ge)朗(lang)日(ri)體(ti)系(xi)(xi)(xi)和(he)(he)哈(ha)(ha)密(mi)頓(dun)(dun)(dun)體(ti)系(xi)(xi)(xi)(尤(you)其是后者)應用(yong)于(yu)物(wu)理學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)(he)天體(ti)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)中廣泛出現的(de)(de)(de)(de)(de)保守系(xi)(xi)(xi)統(tong),有極大的(de)(de)(de)(de)(de)優點。例如,這兩個體(ti)系(xi)(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)觀點和(he)(he)方(fang)(fang)法對天體(ti)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)攝動(dong)理論(lun)和(he)(he)經典(dian)統(tong)計(ji)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)理論(lun)性(xing)研(yan)究(jiu)(jiu)(jiu)有較(jiao)大價值(zhi)。
牛(niu)(niu)頓于1643年(nian)(nian)(nian)1月4日生于英格(ge)(ge)蘭林肯(ken)郡格(ge)(ge)蘭瑟姆附近的沃(wo)爾索(suo)普(pu)村。1661年(nian)(nian)(nian)入英國劍(jian)(jian)橋(qiao)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)圣三(san)一(yi)學(xue)(xue)(xue)(xue)院,1665年(nian)(nian)(nian)獲文學(xue)(xue)(xue)(xue)士學(xue)(xue)(xue)(xue)位。隨后兩(liang)年(nian)(nian)(nian)在(zai)(zai)家鄉躲(duo)避鼠疫,他在(zai)(zai)此間制定了一(yi)生大(da)多數重要(yao)科學(xue)(xue)(xue)(xue)創造的藍圖。1667年(nian)(nian)(nian)牛(niu)(niu)頓回劍(jian)(jian)橋(qiao)后當選為劍(jian)(jian)橋(qiao)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)三(san)一(yi)學(xue)(xue)(xue)(xue)院院委,次年(nian)(nian)(nian)獲碩(shuo)士學(xue)(xue)(xue)(xue)位。1669年(nian)(nian)(nian)任(ren)劍(jian)(jian)橋(qiao)大(da)學(xue)(xue)(xue)(xue)盧卡斯數學(xue)(xue)(xue)(xue)教授(shou)席(xi)位直到1701年(nian)(nian)(nian)。1696年(nian)(nian)(nian)任(ren)皇家造幣廠監(jian)督,并移(yi)居(ju)倫敦。1703年(nian)(nian)(nian)任(ren)英國皇家學(xue)(xue)(xue)(xue)會會長。1706年(nian)(nian)(nian)受英國女王安娜封爵。在(zai)(zai)晚年(nian)(nian)(nian),牛(niu)(niu)頓潛心于自然哲學(xue)(xue)(xue)(xue)與神學(xue)(xue)(xue)(xue)。1727年(nian)(nian)(nian)3月20日,牛(niu)(niu)頓在(zai)(zai)倫敦病逝(shi),享(xiang)年(nian)(nian)(nian)84歲(sui)。
備注:牛頓是儒略(lve)歷(li)1642年12月25日,即格里歷(li)(陽(yang)歷(li))1643年1月4日,所以正確的出生日期(qi)是1月4號(hao)。
牛(niu)頓(dun)力學( Newton's Mechanics )是以(yi)牛(niu)頓(dun)運動(dong)定律為基(ji)礎,在17世紀以(yi)后發(fa)展起來的。直接以(yi)牛(niu)頓(dun)運動(dong)定律為出(chu)發(fa)點(dian)來研究質點(dian)系統(tong)的運動(dong),這(zhe)就是牛(niu)頓(dun)力學。
艾薩(sa)克牛頓(dun)爵(jue)士試圖(tu)使用慣(guan)性與力(li)的概念描述所有物體的運(yun)動(dong),所以他找尋出(chu)它們服從確定的守恒定律。在1687年,牛頓(dun)接(jie)著(zhu)出(chu)版了(le)他的自(zi)然哲(zhe)學(xue)的數學(xue)原理(li)論文。在這(zhe)里牛頓(dun)開創了(le)三個(ge)運(yun)動(dong)定律,到了(le)今日還是描述力(li)的方式。
牛頓(dun)力學涉及很多(duo)方面,他們都(dou)涉及最基本的三個定(ding)律。
內(nei)容(rong):一切物(wu)體在沒有受到力或(huo)合力為(wei)零的作用時,總保持靜止狀(zhuang)態(tai)或(huo)勻速直線運動狀(zhuang)態(tai)。
說明(ming):物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)都有維持靜止和(he)作勻速(su)直線運(yun)(yun)動(dong)的(de)(de)(de)(de)趨勢(shi),因此物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)狀態是由(you)它的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)速(su)度決定(ding)(ding)的(de)(de)(de)(de),沒(mei)有外力(li),它的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)狀態是不(bu)會改(gai)變的(de)(de)(de)(de)。物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)這種性質稱為(wei)慣(guan)性。所(suo)以牛頓第一(yi)定(ding)(ding)律也(ye)稱為(wei)慣(guan)性定(ding)(ding)律。第一(yi)定(ding)(ding)律也(ye)闡(chan)明(ming)了(le)力(li)的(de)(de)(de)(de)概念。明(ming)確(que)了(le)力(li)是物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)間的(de)(de)(de)(de)相互作用,指出(chu)了(le)是力(li)改(gai)變了(le)物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)運(yun)(yun)動(dong)狀態。因為(wei)加(jia)速(su)度是描寫物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)運(yun)(yun)動(dong)狀態的(de)(de)(de)(de)變化,所(suo)以力(li)是和(he)加(jia)速(su)度相聯系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de),而不(bu)是和(he)速(su)度相聯系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)。在日(ri)常生活中(zhong)不(bu)注意這點,往往容易(yi)產生錯覺。
注(zhu)意:牛(niu)頓第(di)一定律并不是(shi)在(zai)所有的參(can)照(zhao)(zhao)系(xi)(xi)里都成(cheng)立,實際上它(ta)只在(zai)慣(guan)性(xing)參(can)照(zhao)(zhao)系(xi)(xi)里才成(cheng)立。因此(ci)常常把牛(niu)頓第(di)一定律是(shi)否(fou)成(cheng)立,作為一個參(can)照(zhao)(zhao)系(xi)(xi)是(shi)否(fou)慣(guan)性(xing)參(can)照(zhao)(zhao)系(xi)(xi)的判據。
內(nei)容:物體在受到合(he)外(wai)力(li)的作用會產生(sheng)加速(su)度,加速(su)度的方向(xiang)和合(he)外(wai)力(li)的方向(xiang)相同,加速(su)度的大(da)小與合(he)外(wai)力(li)的大(da)小成正比,與物體的慣(guan)性質量成反(fan)比。
公式:F=ma,F為合外力
牛頓第二定律定量(liang)(liang)描述了力作用的(de)效果,定量(liang)(liang)地量(liang)(liang)度了物體(ti)的(de)慣(guan)性(xing)大小。它是矢(shi)量(liang)(liang)式,并且(qie)是瞬時關系(xi)。
要強調(diao)的(de)(de)是(shi),物(wu)(wu)體(ti)受到的(de)(de)不為零合外力,會產生加速度,使物(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)運(yun)動狀(zhuang)態或(huo)速度發(fa)生改變(bian),但是(shi)這種改變(bian)是(shi)和物(wu)(wu)體(ti)本(ben)身的(de)(de)運(yun)動狀(zhuang)態有關的(de)(de)。
局限:該(gai)定(ding)律只(zhi)適(shi)用于宏觀物體的(de)低速運動(dong)。
內容:兩個物體之(zhi)間的作用(yong)力和反作用(yong)力,在同一條直線上,大小相等,方(fang)向相反。
需要注意:
(1)作(zuo)用(yong)力(li)和反作(zuo)用(yong)力(li)是沒有主次、先后之分。同(tong)時產生(sheng)、同(tong)時消(xiao)失。
(2)這一(yi)對力是作用在不同物(wu)體上,不可(ke)能抵消(xiao)。
(3)作(zuo)用(yong)力(li)和反作(zuo)用(yong)力(li)必須是同一(yi)性(xing)質(zhi)的力(li)。
(4)與參照(zhao)系無關。
質(zhi)點(dian)的(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)m與其(qi)速度(du)v的(de)(de)乘積(mv)。動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)是(shi)矢量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),用(yong)符號p表示。質(zhi)點(dian)組(zu)的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)組(zu)內各質(zhi)點(dian)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)矢量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)和。物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)機(ji)械運動(dong)(dong)(dong)都不是(shi)孤立地發生的(de)(de),它與周圍物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)間存在(zai)著相互作用(yong),這種相互作用(yong)表現為(wei)(wei)運動(dong)(dong)(dong)物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)與周圍物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)間發生著機(ji)械運動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)傳(chuan)(chuan)遞(di)(di)(或轉(zhuan)移)過程,動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)正是(shi)從機(ji)械運動(dong)(dong)(dong)傳(chuan)(chuan)遞(di)(di)這個角度(du)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)度(du)機(ji)械運動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)物(wu)理量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),這種傳(chuan)(chuan)遞(di)(di)是(shi)等量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)地進行的(de)(de),物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)2把多少機(ji)械運動(dong)(dong)(dong)(動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang))傳(chuan)(chuan)遞(di)(di)給物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)1,物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)2將(jiang)失去(qu)等量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),傳(chuan)(chuan)遞(di)(di)的(de)(de)結(jie)果是(shi)兩者的(de)(de)總動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)保持不變。從動(dong)(dong)(dong)力學角度(du)看(kan),力反映了動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)傳(chuan)(chuan)遞(di)(di)快(kuai)慢的(de)(de)情況。與實物(wu)一樣,電磁場也具有動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。例(li)如光子的(de)(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)(wei)p=h/(2π)k,其(qi)中h為(wei)(wei)普朗(lang)克常量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),k為(wei)(wei)波長,其(qi)大小為(wei)(wei)k=(2π)/λ(λ為(wei)(wei)波長),方(fang)向沿波傳(chuan)(chuan)播方(fang)向。在(zai)國際單(dan)位制中,動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)單(dan)位為(wei)(wei)千克·米/秒(kg·m/s)。
動(dong)量守(shou)恒定(ding)律(lv)是(shi)最(zui)早發現(xian)的(de)一條(tiao)守(shou)恒定(ding)律(lv),它起源(yuan)于16~17世紀西歐(ou)的(de)哲學(xue)家們(men)對宇宙運動(dong)的(de)哲學(xue)思考。
觀察(cha)周(zhou)圍運(yun)動(dong)(dong)著(zhu)的(de)(de)(de)物體,我(wo)們看到(dao)它(ta)們中的(de)(de)(de)大多(duo)數,例如跳動(dong)(dong)的(de)(de)(de)皮(pi)球、飛行的(de)(de)(de)子彈(dan)、走動(dong)(dong)的(de)(de)(de)時(shi)鐘、運(yun)轉(zhuan)的(de)(de)(de)機(ji)器(qi),都會停(ting)下(xia)來(lai)(lai)。看來(lai)(lai)宇(yu)宙間運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)總量(liang)似(si)乎在減少。整個宇(yu)宙是(shi)(shi)(shi)不(bu)是(shi)(shi)(shi)也(ye)像一架機(ji)器(qi)那樣(yang),總有一天(tian)會停(ting)下(xia)來(lai)(lai)呢?但是(shi)(shi)(shi),千(qian)百年來(lai)(lai)對(dui)天(tian)體運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)觀測,并沒有發現(xian)宇(yu)宙運(yun)動(dong)(dong)有減少的(de)(de)(de)跡象。生(sheng)活在16、17世紀(ji)的(de)(de)(de)許多(duo)哲學家認為,宇(yu)宙間運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)總量(liang)是(shi)(shi)(shi)不(bu)會減少的(de)(de)(de),只要能找到(dao)一個合(he)適(shi)的(de)(de)(de)物理量(liang)來(lai)(lai)量(liang)度運(yun)動(dong)(dong),就會看到(dao)運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)總量(liang)是(shi)(shi)(shi)守(shou)恒(heng)的(de)(de)(de)。這個合(he)適(shi)的(de)(de)(de)物理量(liang)到(dao)底是(shi)(shi)(shi)什么呢?
法國(guo)哲(zhe)學家(jia)兼數(shu)學家(jia)、物理學家(jia)笛(di)卡兒提出(chu),質量和(he)速率的(de)乘積(ji)是一個合(he)適的(de)物理量。可是后來,荷蘭數(shu)學家(jia)、物理學家(jia)惠更斯(1629—1695)在研究碰(peng)撞問題時發現:按照笛(di)卡兒的(de)定義,兩個物體運動的(de)總量在碰(peng)撞前(qian)后不一定守(shou)恒。
牛(niu)頓(dun)在(zai)總結這(zhe)些人工作(zuo)(zuo)的(de)(de)(de)(de)基礎(chu)上,把笛卡兒的(de)(de)(de)(de)定義作(zuo)(zuo)了(le)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)修改,即不(bu)用(yong)質量(liang)和速(su)(su)率(lv)的(de)(de)(de)(de)乘積,而用(yong)質量(liang)和速(su)(su)度(du)的(de)(de)(de)(de)乘積,這(zhe)樣就(jiu)找到了(le)量(liang)度(du)運(yun)動的(de)(de)(de)(de)合適的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)理量(liang)。牛(niu)頓(dun)把它叫做(zuo)“運(yun)動量(liang)”,就(jiu)是我們現今(jin)說的(de)(de)(de)(de)動量(liang)。1687年,牛(niu)頓(dun)在(zai)他(ta)的(de)(de)(de)(de)《自(zi)然哲(zhe)學的(de)(de)(de)(de)數學原理》一(yi)書中(zhong)指出:某一(yi)方向的(de)(de)(de)(de)運(yun)動的(de)(de)(de)(de)總和減(jian)去相反方向的(de)(de)(de)(de)運(yun)動的(de)(de)(de)(de)總和所得的(de)(de)(de)(de)運(yun)動量(liang),不(bu)因物(wu)(wu)體間(jian)的(de)(de)(de)(de)相互(hu)(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)而發生變(bian)化;還指出了(le)兩個或(huo)兩個以上相互(hu)(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)體的(de)(de)(de)(de)共同重心的(de)(de)(de)(de)運(yun)動狀態,也不(bu)因這(zhe)些物(wu)(wu)體間(jian)的(de)(de)(de)(de)相互(hu)(hu)作(zuo)(zuo)用(yong)而改變(bian),總是保持靜止或(huo)做(zuo)勻速(su)(su)直線運(yun)動。
動量守恒定律(lv)(lv)的(de)適用范圍比(bi)牛頓運動定律(lv)(lv)更廣(guang)
近代的(de)(de)科學實驗和理論分析都表明(ming):在自然(ran)界中,大(da)到(dao)天體間的(de)(de)相(xiang)互作用,小到(dao)如質子、中子等基本粒子間的(de)(de)相(xiang)互作用,都遵守動(dong)量守恒定律。因此,它是(shi)自然(ran)界中最重要(yao)、最普遍的(de)(de)客觀規律之一,比牛頓運動(dong)定律的(de)(de)適(shi)(shi)用范圍(wei)更(geng)廣。下面(mian)舉一個牛頓運動(dong)定律不適(shi)(shi)用而動(dong)量守恒定律適(shi)(shi)用的(de)(de)例子。
在(zai)我們考察光(guang)的(de)發射和吸(xi)收時(shi),會(hui)看(kan)到這(zhe)(zhe)樣(yang)一(yi)(yi)種現象(xiang):在(zai)宇(yu)宙空間中某個地(di)方有時(shi)會(hui)突然發出非常明亮的(de)光(guang),這(zhe)(zhe)就是(shi)超(chao)新星(xing)。可是(shi)它很快(kuai)就逐漸暗淡下(xia)來。光(guang)從這(zhe)(zhe)樣(yang)一(yi)(yi)顆超(chao)新星(xing)出發到達(da)地(di)球需要幾百萬年,而相(xiang)比之(zhi)下(xia)超(chao)新星(xing)從發光(guang)到熄滅的(de)時(shi)間就顯(xian)得太短(duan)了。
當光從超新星到達地(di)(di)球(qiu)(qiu)時,它(ta)給地(di)(di)球(qiu)(qiu)一(yi)(yi)個輕微的(de)推動,而與此同(tong)時地(di)(di)球(qiu)(qiu)卻無法(fa)給超新星一(yi)(yi)個輕微的(de)推動,因為它(ta)已經消失了(le)。因此,如果(guo)我們想(xiang)像一(yi)(yi)下地(di)(di)球(qiu)(qiu)與超新星之間的(de)相(xiang)互作用,在同(tong)一(yi)(yi)瞬(shun)間就不(bu)是大小相(xiang)等、方向相(xiang)反了(le)。這時,牛頓第(di)三定(ding)律顯(xian)然已不(bu)適(shi)用了(le)。
雖然如(ru)此(ci),動量(liang)(liang)守(shou)恒定(ding)律(lv)還是正確的。不過,我們必須(xu)把光(guang)也考(kao)(kao)慮在(zai)內。當超新星發(fa)射(she)光(guang)時(shi),星體(ti)反(fan)沖,得到(dao)(dao)動量(liang)(liang),同時(shi)光(guang)也帶走(zou)了(le)大小相(xiang)等而(er)(er)方(fang)向相(xiang)反(fan)的動量(liang)(liang)。等經過幾百萬年之后光(guang)到(dao)(dao)達地球(qiu)時(shi),光(guang)把它的動量(liang)(liang)傳給了(le)地球(qiu)。這(zhe)里要(yao)注(zhu)意的是:動量(liang)(liang)不僅可(ke)以(yi)為實物所攜帶,而(er)(er)且(qie)可(ke)以(yi)隨著光(guang)輻射(she)一(yi)起傳播。當我們考(kao)(kao)慮到(dao)(dao)上(shang)述這(zhe)點時(shi),動量(liang)(liang)守(shou)恒定(ding)律(lv)還是正確的。
牛頓經(jing)(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)體系的(de)(de)(de)(de)(de)建立(li)開辟了科學(xue)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)一個新(xin)天(tian)地、新(xin)時代。經(jing)(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)廣泛(fan)傳播和(he)運用(yong)對(dui)人(ren)(ren)(ren)們的(de)(de)(de)(de)(de)生活和(he)思想產生了重大影響,在(zai)一定(ding)程度(du)上推動了人(ren)(ren)(ren)類社會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)發展(zhan)進(jin)步。但經(jing)(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)存在(zai)的(de)(de)(de)(de)(de)固(gu)有缺點(dian)和(he)局限性也在(zai)一定(ding)程度(du)上阻礙了人(ren)(ren)(ren)類社會(hui)的(de)(de)(de)(de)(de)進(jin)步,產生了消極作用(yong)。本文將(jiang)以經(jing)(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)建立(li)背(bei)景為(wei)起點(dian),進(jin)一步用(yong)辯證的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)法分析經(jing)(jing)典(dian)力(li)(li)學(xue)在(zai)人(ren)(ren)(ren)類歷(li)史與現實中發揮的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)與產生的(de)(de)(de)(de)(de)不良(liang)影響。
17世紀(ji)的(de)(de)(de)歐洲(zhou),經過許多科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)家的(de)(de)(de)努(nu)力(li),在天(tian)文學(xue)(xue)(xue)(xue)和力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)方面積累了(le)豐(feng)富資(zi)料的(de)(de)(de)基礎上,英(ying)國科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)家牛(niu)頓實現了(le)天(tian)上力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)和地上力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)綜合,形成了(le)統一(yi)的(de)(de)(de)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)體系——經典(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)。經典(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)體系的(de)(de)(de)建(jian)(jian)立(li),是人類認識自(zi)然及歷史的(de)(de)(de)第(di)一(yi)次(ci)大飛躍和理論的(de)(de)(de)大綜合,它開辟了(le)一(yi)個新(xin)的(de)(de)(de)時代,并對科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)發展(zhan)的(de)(de)(de)進程以(yi)及人類生產(chan)生活(huo)和思維方式產(chan)生極其深(shen)刻的(de)(de)(de)影(ying)響。牛(niu)頓經典(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)建(jian)(jian)立(li)是科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)形態上的(de)(de)(de)重要變(bian)革,標志著近代理論自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)誕生,并成為(wei)其他各門(men)自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)典(dian)范。
牛(niu)(niu)頓經典力(li)(li)(li)學(xue)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)建立得(de)益(yi)于已有的(de)(de)(de)科學(xue)成就。哥白尼(ni)、伽(jia)利略(lve)、開(kai)(kai)普勒、笛卡爾等(deng)人(ren)在天文學(xue)、力(li)(li)(li)學(xue)、光學(xue)、數學(xue)等(deng)方面的(de)(de)(de)貢獻,為經典力(li)(li)(li)學(xue)奠定了堅實的(de)(de)(de)基礎,特(te)別是伽(jia)利略(lve)與(yu)開(kai)(kai)普勒對牛(niu)(niu)頓經典力(li)(li)(li)學(xue)體(ti)(ti)系(xi)的(de)(de)(de)建立更是有著極其重要的(de)(de)(de)影響。
伽利(li)略(lve)通(tong)過(guo)對自由落體(ti)的研究,已經發現(xian)了慣性(xing)運(yun)動和在重(zhong)力作用下的勻加速運(yun)動,奠定(ding)了牛(niu)頓第一定(ding)律(lv)和第二(er)定(ding)律(lv)的基本(ben)思想。伽利(li)略(lve)關于(yu)拋物體(ti)運(yun)動定(ding)律(lv)的發現(xian),對牛(niu)頓萬(wan)有引(yin)力的學說(shuo)也有深刻的啟(qi)示作用。開普勒(le)所發現(xian)的行(xing)星運(yun)動定(ding)律(lv)則是牛(niu)頓萬(wan)有引(yin)力學說(shuo)產生的最重(zhong)要前(qian)提。牛(niu)頓非常善于(yu)廣泛汲取前(qian)人(ren)的科(ke)學成果(guo)并綜(zong)合運(yun)用多方(fang)面的知識(shi)進行(xing)跨學科(ke)的研究,通(tong)過(guo)吸收前(qian)人(ren)的科(ke)學研究成果(guo),牛(niu)頓為經典力學體(ti)系的建立充實了知識(shi)準備。
雖(sui)然經典力學(xue)(xue)(xue)建立(li)在豐富的(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)經驗(yan)之上,但經典力學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)建立(li)和牛頓的(de)(de)個人原(yuan)因(yin)有不可分(fen)割的(de)(de)關系。牛頓從(cong)青少年(nian)時(shi)代就對科學(xue)(xue)(xue)抱有濃厚的(de)(de)興趣、極強(qiang)的(de)(de)求知(zhi)欲(yu)和探索(suo)欲(yu)望,學(xue)(xue)(xue)習非常勤(qin)奮(fen)。但他(ta)(ta)從(cong)不死讀書,喜歡通過實驗(yan)來取得(de)真知(zhi),并親(qin)自動手(shou)設(she)計(ji)和制(zhi)作(zuo)了許多(duo)機械(xie)裝置和用品,這使他(ta)(ta)打(da)下了廣博而(er)扎實的(de)(de)知(zhi)識(shi)基礎,同(tong)時(shi)也(ye)具(ju)有創新意(yi)識(shi)和動手(shou)能力。雖(sui)然牛頓是天(tian)才(cai),智力水平(ping)很高,但他(ta)(ta)的(de)(de)天(tian)才(cai)還來源于他(ta)(ta)的(de)(de)勤(qin)奮(fen)。他(ta)(ta)在研(yan)究(jiu)中十分(fen)投(tou)入,而(er)且常常夜以繼日地學(xue)(xue)(xue)習、工作(zuo)。這些都(dou)培養和鍛(duan)煉了牛頓的(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)精神,為日后的(de)(de)研(yan)究(jiu)打(da)下了堅(jian)實的(de)(de)基礎。
牛頓(dun)經(jing)(jing)典力學(xue)的(de)(de)建立,還與他所處的(de)(de)時代和社會有(you)關。歐洲經(jing)(jing)過16世紀(ji)百余年(nian)的(de)(de)宗教(jiao)和政治(zhi)改革的(de)(de)大(da)變動(dong)之后,到17世紀(ji)下(xia)半葉進入(ru)了(le)一個政治(zhi)上(shang)轉為(wei)安寧,經(jing)(jing)濟上(shang)趨于繁榮的(de)(de)時期(qi)。生(sheng)產(chan)實(shi)踐為(wei)力學(xue)研究(jiu)提(ti)出了(le)許多問(wen)題,這就給科學(xue)的(de)(de)發展以推動(dong)力。經(jing)(jing)過16世紀(ji)的(de)(de)宗教(jiao)改革運動(dong)和17世紀(ji)中后期(qi)的(de)(de)資產(chan)階級(ji)革命運動(dong),英(ying)國科學(xue)家擁有(you)了(le)當時世界上(shang)最為(wei)寬松自由的(de)(de)學(xue)術環(huan)境。學(xue)術環(huan)境的(de)(de)改變,使得對力學(xue)的(de)(de)研究(jiu)擺脫了(le)不(bu)必要的(de)(de)束縛(fu),催生(sheng)了(le)經(jing)(jing)典力學(xue)體系。
個人因素,前人經驗,寬(kuan)松的(de)學術環境和(he)生(sheng)產實踐的(de)發展,構(gou)成了(le)經典力學體系建立的(de)條(tiao)件和(he)基礎(chu)。
不難(nan)預料,經典(dian)力(li)學的(de)巨大成功將對人類社會(hui)在各方面將會(hui)產(chan)生(sheng)不可估量(liang)的(de)影響。
(一)對(dui)自(zi)然觀念的(de)影響
牛頓(dun)經(jing)典力(li)(li)(li)學(xue)的(de)成就之大使(shi)得它得以廣泛傳(chuan)播,深(shen)深(shen)地改變了人們(men)的(de)自然(ran)觀(guan)。人們(men)往往用力(li)(li)(li)學(xue)的(de)尺度(du)去衡(heng)量一(yi)切(qie),用力(li)(li)(li)學(xue)的(de)原理去解釋一(yi)切(qie)自然(ran)現象,將一(yi)切(qie)運(yun)動(dong)都(dou)歸(gui)(gui)結(jie)為機(ji)械運(yun)動(dong),一(yi)切(qie)運(yun)動(dong)的(de)原因都(dou)歸(gui)(gui)結(jie)為力(li)(li)(li),自然(ran)界是一(yi)架按照(zhao)力(li)(li)(li)學(xue)規(gui)律(lv)運(yun)動(dong)著(zhu)的(de)機(ji)器。這(zhe)種(zhong)機(ji)械唯物(wu)主義自然(ran)觀(guan)在當時(shi)是有進(jin)步作(zuo)(zuo)用的(de)。由(you)于它把自然(ran)界中起(qi)作(zuo)(zuo)用的(de)原因都(dou)歸(gui)(gui)結(jie)為自然(ran)界本身規(gui)律(lv)的(de)作(zuo)(zuo)用,有利于促(cu)使(shi)科(ke)學(xue)家(jia)去探(tan)索自然(ran)界的(de)規(gui)律(lv)。它能(neng)刺激人們(men)運(yun)用分析和(he)解剖的(de)方式(shi),從觀(guan)察和(he)實(shi)驗中取得更多的(de)經(jing)驗材(cai)料,這(zhe)對科(ke)學(xue)的(de)發展(zhan)(zhan)來說也是必(bi)要的(de)。但這(zhe)種(zhong)思維方式(shi)在一(yi)定程度(du)上忽(hu)視了理論(lun)思維的(de)作(zuo)(zuo)用,忽(hu)視了事物(wu)之間的(de)聯(lian)系和(he)發展(zhan)(zhan),因而又有著(zhu)嚴重的(de)缺陷。
(二)對自(zi)然(ran)科學的影(ying)響
牛頓經(jing)典(dian)力學的內容(rong)和研究方法對自(zi)然科學,特別是(shi)物理(li)學起(qi)了重大的推動作用,但也存在(zai)著消極影響。
牛(niu)頓建立(li)的(de)(de)(de)經典(dian)(dian)力學(xue)體系以(yi)(yi)及他(ta)的(de)(de)(de)力學(xue)研究綱領所(suo)獲得的(de)(de)(de)成功,在當(dang)時(shi)使科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們以(yi)(yi)為牛(niu)頓經典(dian)(dian)力學(xue)就是整(zheng)個(ge)(ge)物(wu)理(li)學(xue),甚(shen)至(zhi)是全(quan)部自(zi)然科(ke)(ke)學(xue)的(de)(de)(de)可靠的(de)(de)(de)最終的(de)(de)(de)基礎(chu)。在相當(dang)長的(de)(de)(de)歷史時(shi)期(qi)內,牛(niu)頓經典(dian)(dian)力學(xue)名著《自(zi)然哲學(xue)的(de)(de)(de)數學(xue)原(yuan)(yuan)理(li)》一(yi)書成為了(le)科(ke)(ke)學(xue)家(jia)們共同遵(zun)循的(de)(de)(de)規(gui)范,它支(zhi)配了(le)當(dang)時(shi)整(zheng)個(ge)(ge)自(zi)然科(ke)(ke)學(xue)發展的(de)(de)(de)進(jin)程。他(ta)研究問題的(de)(de)(de)科(ke)(ke)學(xue)方(fang)(fang)法(fa)和(he)原(yuan)(yuan)理(li)也(ye)普遍得到贊賞(shang)和(he)采用(yong)。牛(niu)頓研究經典(dian)(dian)力學(xue)的(de)(de)(de)科(ke)(ke)學(xue)方(fang)(fang)法(fa)論(lun)和(he)認識(shi)論(lun),如(ru)運用(yong)分析和(he)綜合(he)相結合(he)的(de)(de)(de)方(fang)(fang)法(fa)與公理(li)化方(fang)(fang)法(fa)及科(ke)(ke)學(xue)的(de)(de)(de)簡單性原(yuan)(yuan)則、尋(xun)求因(yin)果(guo)關(guan)系中(zhong)相似性統一(yi)性原(yuan)(yuan)則、以(yi)(yi)實驗為基礎(chu)發現物(wu)體的(de)(de)(de)普遍性原(yuan)(yuan)則和(he)正確對待歸納結論(lun)的(de)(de)(de)原(yuan)(yuan)則,對后(hou)世科(ke)(ke)學(xue)的(de)(de)(de)發展也(ye)影響深(shen)遠。
經典力學(xue)不(bu)但(dan)對(dui)自(zi)然(ran)科學(xue)產(chan)生了(le)很大(da)影響,在社會科學(xue)方(fang)面,特別(bie)是對(dui)哲學(xue)和(he)人類思想發展,也(ye)產(chan)生了(le)重大(da)影響。
在經(jing)典力學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)直(zhi)接影響(xiang)(xiang)下,英(ying)國(guo)的(de)(de)霍(huo)布斯和(he)洛克建(jian)立和(he)發展了(le)機(ji)械唯物(wu)主義哲(zhe)學(xue)(xue)(xue),并由于其(qi)強大的(de)(de)影響(xiang)(xiang)力,使得唯物(wu)論從宗教神學(xue)(xue)(xue)那(nei)里爭(zheng)得了(le)發言權,并在隨(sui)后形(xing)成了(le)人類歷史上唯物(wu)主義和(he)唯心主義斗爭(zheng)最為激(ji)烈(lie)的(de)(de)一(yi)段時期。經(jing)過康德(de)和(he)黑(hei)格(ge)爾對辯(bian)證(zheng)法和(he)機(ji)械唯物(wu)主義的(de)(de)研究和(he)發展,以及馬克思和(he)恩格(ge)斯對哲(zhe)學(xue)(xue)(xue)已有研究成果的(de)(de)吸(xi)收,結合當時科學(xue)(xue)(xue)發展成果,最終建(jian)立了(le)唯物(wu)主義辯(bian)證(zheng)法。唯物(wu)主義辯(bian)證(zheng)法的(de)(de)建(jian)立,在很(hen)大程度上得益于牛頓經(jing)典力學(xue)(xue)(xue)體系的(de)(de)建(jian)立。
近現(xian)代科(ke)學(xue)和(he)哲學(xue)是(shi)發軔于經典(dian)力學(xue)的,正是(shi)從(cong)牛(niu)頓建立經典(dian)力學(xue)開(kai)始,人類(lei)在思(si)(si)想(xiang)觀念上才(cai)開(kai)始真正走向科(ke)學(xue)化和(he)現(xian)代化,而它對人類(lei)思(si)(si)想(xiang)領域的影響也(ye)是(shi)極其廣(guang)泛而深刻的。
事物(wu)總是辯證統一(yi)、一(yi)分為二的(de)(de)(de)(de)(de)。雖然科(ke)學(xue)(xue)家在運用牛(niu)(niu)(niu)頓(dun)(dun)經典力(li)學(xue)(xue)方(fang)法及成(cheng)果時(shi)使自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)得(de)到(dao)(dao)了(le)長足發展(zhan),但當時(shi)人們在接受(shou)和(he)運用牛(niu)(niu)(niu)頓(dun)(dun)的(de)(de)(de)(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)成(cheng)果之時(shi),沒有搞清它的(de)(de)(de)(de)(de)適用范圍,也作出了(le)不(bu)適當的(de)(de)(de)(de)(de)夸大。例(li)如,當初有科(ke)學(xue)(xue)家認為所(suo)有涉(she)及到(dao)(dao)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理學(xue)(xue)問題都可以(yi)歸結(jie)為不(bu)變的(de)(de)(de)(de)(de)引力(li)和(he)斥力(li),因(yin)而(er)只要把(ba)自(zi)然現象轉化為力(li)就(jiu)行了(le)。結(jie)果到(dao)(dao)后(hou)來,“力(li)”成(cheng)了(le)對現象和(he)規律缺(que)乏認識(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)避難所(suo),把(ba)當時(shi)無法解釋(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)各種(zhong)現象都冠以(yi)各種(zhong)不(bu)同(tong)力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)名稱。因(yin)此,牛(niu)(niu)(niu)頓(dun)(dun)經典力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)內容及其研究(jiu)方(fang)法在推動自(zi)然科(ke)學(xue)(xue)發展(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)同(tong)時(shi),也有產生(sheng)了(le)很大的(de)(de)(de)(de)(de)消極影響(xiang)。
經典(dian)力學把(ba)人類(lei)對(dui)整個自然(ran)界的(de)認識推(tui)進(jin)到一(yi)(yi)個新(xin)水平,牛頓把(ba)天上(shang)(shang)運動和地上(shang)(shang)運動統一(yi)(yi)起來,從力學上(shang)(shang)證(zheng)明了自然(ran)界的(de)統一(yi)(yi)性(xing),這是人類(lei)認識自然(ran)歷史的(de)第(di)一(yi)(yi)次大飛躍和理論大綜合,它開辟了一(yi)(yi)個新(xin)時(shi)代(dai),并對(dui)學科(ke)(ke)發(fa)展的(de)進(jin)程以(yi)及后代(dai)科(ke)(ke)學家(jia)們產生了極其深刻的(de)影響。
經典(dian)力學的(de)(de)建立首(shou)次明確了一(yi)切(qie)自(zi)(zi)然科學理(li)(li)論應有(you)的(de)(de)基(ji)本(ben)特征,這標志(zhi)著近代理(li)(li)論自(zi)(zi)然科學的(de)(de)誕生,也成(cheng)為其他各門自(zi)(zi)然科學的(de)(de)典(dian)范(fan)。牛頓運用歸納(na)與(yu)演繹、綜合與(yu)分(fen)析的(de)(de)方法(fa)極其明晰地得出了完善的(de)(de)力學體系(xi),被(bei)后(hou)人稱為科學美的(de)(de)典(dian)范(fan),顯示出物(wu)(wu)理(li)(li)學家在研(yan)究(jiu)物(wu)(wu)理(li)(li)時,都傾向(xiang)于選擇和諧與(yu)自(zi)(zi)洽的(de)(de)體系(xi),追求最簡潔、最理(li)(li)想的(de)(de)形式。
經典(dian)(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)建立(li)對(dui)自然(ran)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和科(ke)技的(de)發(fa)展、社(she)會進(jin)步(bu)具(ju)有深遠影響。一是科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)研(yan)究方法推廣(guang)應用到物理學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)各個分支學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke)上(shang),對(dui)經典(dian)(dian)物理學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)建立(li)意義重大(da);二是經典(dian)(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)與其他基(ji)礎科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)相結合產生了(le)許多交叉學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)科(ke),促進(jin)了(le)自然(ran)科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)進(jin)一步(bu)發(fa)展。三是經典(dian)(dian)力(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)在科(ke)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)技術上(shang)有廣(guang)泛的(de)應用,促進(jin)了(le)社(she)會文(wen)明的(de)發(fa)展。
經典(dian)力(li)(li)學的(de)(de)應用受到(dao)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)運動(dong)(dong)速(su)(su)(su)(su)率(lv)的(de)(de)限制,當(dang)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)運動(dong)(dong)的(de)(de)速(su)(su)(su)(su)率(lv)接近真(zhen)空中的(de)(de)光(guang)速(su)(su)(su)(su)時(shi),經典(dian)力(li)(li)學的(de)(de)許(xu)多觀(guan)念將發生重大(da)變化。如經典(dian)力(li)(li)學中認(ren)為物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)不僅不變,并且與物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度或能量(liang)(liang)無關,但(dan)相對論研究(jiu)則表明,物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)將隨著運動(dong)(dong)速(su)(su)(su)(su)率(lv)的(de)(de)增(zeng)加而增(zeng)大(da),物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)和(he)能量(liang)(liang)之間存在著密切(qie)的(de)(de)聯系。但(dan)當(dang)物(wu)(wu)(wu)(wu)體(ti)運動(dong)(dong)的(de)(de)速(su)(su)(su)(su)度遠小于真(zhen)空中的(de)(de)光(guang)速(su)(su)(su)(su)時(shi),經典(dian)力(li)(li)學仍然適(shi)用。
牛頓運動(dong)定律不(bu)適用于微觀(guan)(guan)領域(yu)中物(wu)(wu)質結構(gou)和(he)(he)能(neng)(neng)(neng)量不(bu)連續現(xian)象。19世紀(ji)和(he)(he)20世紀(ji)之(zhi)交,物(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)三(san)大發(fa)現(xian),即X射(she)線的(de)(de)發(fa)現(xian)、電子(zi)的(de)(de)發(fa)現(xian)和(he)(he)放(fang)射(she)性(xing)的(de)(de)發(fa)現(xian),使物(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)研(yan)究由宏觀(guan)(guan)領域(yu)進入微觀(guan)(guan)領域(yu),特別是(shi)(shi)20世紀(ji)初量子(zi)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)建立,出現(xian)了與經典觀(guan)(guan)念不(bu)同的(de)(de)新觀(guan)(guan)念。例如:量子(zi)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)研(yan)究表明,微觀(guan)(guan)粒(li)子(zi)既表現(xian)為(wei)粒(li)子(zi)性(xing)又(you)表現(xian)為(wei)波(bo)動(dong)性(xing),粒(li)子(zi)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量等物(wu)(wu)理(li)(li)(li)量只能(neng)(neng)(neng)取分立的(de)(de)數值,粒(li)子(zi)的(de)(de)速度和(he)(he)位(wei)置具有(you)不(bu)確定性(xing),粒(li)子(zi)的(de)(de)狀態(tai)只能(neng)(neng)(neng)用粒(li)子(zi)在空(kong)間出現(xian)的(de)(de)概率來描述等。但量子(zi)力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)建立并不(bu)是(shi)(shi)對經典力(li)學(xue)(xue)的(de)(de)否(fou)定,對于宏觀(guan)(guan)物(wu)(wu)體的(de)(de)運動(dong),量子(zi)現(xian)象并不(bu)顯(xian)著,經典力(li)學(xue)(xue)依然適用。
現代物(wu)理學的(de)發展,并沒(mei)有使經(jing)典(dian)力學失(shi)去存在的(de)價值(zhi),只是拓(tuo)寬了人們的(de)視(shi)野,經(jing)典(dian)力學仍將(jiang)在它適用的(de)范(fan)圍內大(da)放異彩。