由哥白尼点燃的科学革命烽火,燃遍了整个欧洲,一个近代自然科学全面奠基的时期开始了。"新兴自然科学的第一时期--在无机界的领域内--是以牛顿告结束的。这是一个处理已有材料的时期,它在数学、力学和天文学、静力学和动力学的领城中获得了伟大的成就,这特别是归功於开普勒(johanneskepler,1571~1630)和伽利略,牛顿就是从他们二人那里得出结论的。"具体说,从伽利略(galileogalilei,1564-1642)发表他的第一篇成名之作《液体静力秤》的1586年起,至牛顿发现万有引力定律的1685年止,整整经历了一个世纪。在这一个世纪中,自然科学以神奇的速度发展起来,在这时期中,突出的是以力学为中心的实验科学的兴起。经过伽利略、开普勒、牛顿等大批科学家一个世纪的辛勤工作,终於建立了经典力学的理论体系。在这同时,由於天文学和力学的发展,带动了数学的发展,促进了微积分的创立,对化学、物理学、生物学等学科的发展也起了不同程度的推进作用。
1.亚里士多德的力学
最早起源於希腊的力学,被系统地总结在亚里士多德的物理学中。根据这种带有思辩和人性色彩的物理学观点,把常见的运动分成三类。第一类是地面上物体的运动;第二类是物体在空中下落的运动;第三类是天体的运动。亚里士多德对运动的原因作了解释,地面上物体的运动是强制性的运动,推一堆,动一动,不推就不动,所以力是维持物体运动的原因;第二类和第三类运动属於天然运动。地球是宇宙的中心,是一切空中运动物体的天然归宿。物体的重量越大,其趋向天然位置的倾向也越大,所以其下落的速度也越大;天体是由特殊质料构成的,具有特殊性质,天体是神灵们的处所,所以天体的运动是沿著最完美的曲线--圆周,以最完美的速度--匀速运动。这种经不起事实检验的解释显然是错误的,但它竟然影响和统治人们的思想达二千年之久,直到伽利略、牛顿时代,才得以彻底纠正。这除了与生产力发展水平低下有关外,还跟当时的社会结构有关。在古希腊时代把从事实验操作工作看作是卑贱的事情,应该由奴隶或仆役去完成,有身份有"知识"的人是不动的,只是滔滔不绝地演讲和论证。传说亚里士多德常在花园中,边散步边给弟子讲课,故亚里士多德学派又称为逍遥派。因此,古希腊物理学的致命弱点是没有充分注意定量实验。甚至一个很简单的实验也可以证实亚里士多德的落体定律是错误的。