17牛顿哲学的传播与发展.pptx

牛顿哲学的传播与发展;力的论战;;;;;;;;万有引力定律的证明;; 克莱饶 9岁时已经能阅读当时最高等的数学教科书。12岁时他向巴黎皇家科学院报告了自己的第一篇数学论文，14岁时就被推选为科学院院士。 通过万有引力来计算月球的运动。 1747年底，克莱饶突然声称，牛顿理论存在着明显的偏差。 达兰贝尔和欧勒发现了同样的问题 1749年底，克莱饶又 宣布，牛顿理论最终还是对的．出现误差的原因是他在微分计算中忽略了一些重要的三阶小量。（俄国圣彼得堡科学院的最佳论文奖）;;分析力学;欧勒 欧勒 瑞士巴塞尔受业于约翰·伯努利 在俄国的圣彼得堡科学院和柏林的普鲁士科学院任职。 物理学问题的数学分析方法 直接用代数式来表示微积分变量之间的数学关系，从而形成所谓的数学函数，由此使微积分变成了一套完全符号化的数学语言系统。 为了处理物理学中常常涉及的多变量问题，欧勒又同其他数学家一起发明了所谓的偏微分，应用于理论力学的研究。 欧勒还在前人工作的基础上建立了一般化的变分方法，为理论力学研究提供了另一个重要的数学工具。;1736年，《力学或运动科学的分析解说》 ，将数学分析方法用于质点运动学和动力学的研究，以分析的语言对牛顿《原理》中的一些章节进行了精彩的重述，使之更加系统化和一般化。他以牛顿第二定律为基础．给出了质点运动方程的解析形式， 并把它作为整个力学的基础，用以处理质点在各种情况下的运动问题。 欧勒把这种方法用到天体运动的研究上，取得了很大的成功。 所谓牛顿理论力学或者分析力学，其实是由欧勒首创的。 ;;;;最小作用量原理 莫佩尔蒂1744年，根据自然或者上帝不做无益之事的经济性原则断言，所有的作用量——他定义为质量、速度和距离的乘积——永远都会取最小值 。 莫佩尔蒂根据这一原理推导出了碰撞定律、杠杆定律和光的折射定律，宣称这条原理是最普遍的自然法则，是对上帝的存在和智慧的科学证明。 同一年，欧勒用变分法讨论了所谓的最速落径问题，指出．在有心力的作用下的无介质空间里，当物体以速度 从一点运动到另一点时，其运动轨迹对应于积分 的极大或者极小值。 ;;;;哈密顿原理 爱尔兰神童 14岁时就学会了12种语言，15岁时开始对数学入迷，17岁时，他就将数学分析应用到几何光学的研究中，导出了描述光线传播的一般方程． 在大学尚未毕业时就被聘任为都柏林大学的数学教授。 1753他借鉴最小作用原理，以拉格朗日函数为作用量，哈密顿原理 该原理断言，在一个系统可能发生的一切运动中，真实运动的作用函数具有极值，即 该原理将牛顿力学的所有基本定理和运动方程都隐含在内，从而成为力学的最高方程。 分析力学已经发展成为一个高度抽象的逻辑演绎体系，不论是力学体系还是其他体系，只要能写出其拉格朗日函数，就可以利用哈密顿原理求出体系的运动方程。 ;;土星的轨道偏心率在不断增加．而木星的则在不断减小，太阳系并不稳定，而最终会存在解体的可能？ 拉普拉斯证明：行星那些外表上似乎永恒的不规则运动实际上都是长短不一的周期性的变动，所有天体的轨道偏心率也都在一定的限度内作周期性变化，而不会无限度地增大或者减小；整个太阳系实际上是一个能够自我调节的动态平衡系统，这种均衡不会像牛顿担心的那样全被打破，无需上帝干预就能够维持稳定。 因此，当拿破仑问拉普拉斯，为什么在他的著作中读不到上帝时，拉普拉斯回答：“陛下，我无须那样的假说。” ;不可称量流体;静电学的发展 1733年，法国化学家及皇家植物园主管杜菲： 电实际上是一 件关乎两种流体的事情，它们都不可称量，没有重量。 可以通过摩擦相互分离，并因此按照自己的种类而排斥或者吸引。 玻璃电和琥珀电。 美国人富兰克林 ： 只有一种电流体，而且所有物体均包含它；当一个物体具有正常量的电流体时，它就处于平衡或者是零状态；多则“正态”、少则“负态”； 电流体既不能被创造，也不能被消灭，所有的电作用都符合守恒原理。所有的电相互作用都是由于电流体的转移造成。 将雷电引入莱顿瓶，通过一系列的实验证明，雷电也是一种电现象。; 牛顿曾经从数学上证明，空心球不可能对其内部的物体产生平方反比的引力作用。 富兰克林也报告说，他不能检测到充电金属球内部所带的电。 英国 氧气的发现者之一普利斯特列 推测：静电作用也应符合平方反比规律。1767年出版《电学研究的历史与现状》。 英国实验家卡文迪什在1771年前后严格地测量了金属球内部的带电情况，由此推出了静电作用的平方反比定律。 1784年，法国军事工程师库仑用自己发明的扭摆天平进行了测量，结果证明，平方反比定律对静电作用是成立的。而且，两个电荷间的作用力与电荷量的乘积成正比 。 ;热量 17世纪的大部分机械论者来说，热只不过是物质微粒的剧烈运动。 “热质说”：1731年，荷兰植物学