人类社会的三大定律各指什么 |
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来源:N 更新时间:2010-5-31 |
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人类社会的三大定律各指什么 有人认为,如同牛顿发现了自然界的“三大定律,,一样,西方先哲们也在人类社会同样发现了“三大定律:第一,人是社会的中心;第二,个人利益是治理社会的基础,建立了承认和尊重个人利益的哲学观念;第三,任何政府唯一的宗旨就是保护人民创造财富和享受幸福的自由。 在牛顿以前,天文学是最显赫的学科。但是为什么行星一定按照一定规律围绕太阳运行?天文学家无法圆满解释这个问题。
牛顿(isaacnewton,1643~1727)(左图)是物理学家、天文学家和数学家,经典力学理论的集大成者。他系统地总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,提出了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。万有引力的发现说明,天上星体运动和地面上物体运动都受到同样的规律——力学规律的支配。
在牛顿发现万有引力定律以前,已经有许多科学家严肃认真的考虑过这个问题。比如德国近代著名的天文学家、数学家、物理学家和哲学家约翰.开普勒(johannskepler,1571-1630)(右图)认识到,要维持行星沿椭圆轨道运动必定有一种力在起作用,他认为这种力类似磁力,就像磁石吸铁一样。
1659年,荷兰物理学家、天文学家、数学家克里斯蒂安·惠更斯(christianhuygens1629-1695)(左图)从研究摆的运动中发现,保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。英国实验物理学家罗伯特.胡克(roberthooke,1635~1703)(右下图)等人认为是引力,并且试图推到引力和距离的关系。
1664年,胡克发现彗星靠近太阳时轨道弯曲是因为太阳引力作用的结果;1673年,惠更斯推导出向心力定律;1679年,胡克和英国天文学家、数学家哈雷(edmondhalley,1656-1742)(左图)从向心力定律和开普勒第三定律,推导出维持行星运动的万有引力和距离的平方成反比。
1666年前后,牛顿在老家居住时考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是:在假期里,牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次,象以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来,引起他的沉思:究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢?牛顿思索着。终于,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。
1674年,胡克发表了《试证地球的运动》(attempttoprovethemotionoftheearth)。胡克在这篇著作中,阐述了自己的行星运动理论:一切天体都具有倾向其中心的吸引力或重力;天体在未受其他使其倾斜的作用力前保持直线运动不变;离吸引中心越近,吸引力越大;行星的运动是惯性、外在引力和自身引力共同作用的结果。
胡克研究重力学的历史长达20年,但因他不擅长数学,计算不出行星的运行轨道。1679年,胡克曾经写信问牛顿,能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律,来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题。
1685年,哈雷登门拜访牛顿时,牛顿已经发现了万有引力定律:两个物体之间有引力,引力和距离的平方成反比,和两个物体质量的乘积成正比,他解决了胡克等人没有能够解决的数学论证问题。
当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力,也证明了在太阳引力作用下,行星运动符合开普勒运动三定律。
1684年1月,哈雷、胡克、克里斯托弗·雷恩(christopherwren)(右图)等人在一起作了一次有意义的讨论。他们当时已认识到起吸引作用的向心力是和距离的平方成反比的,但还缺乏数学的论证。特别是无法证明服从此定律的天体的运动轨迹应为椭圆(更普遍地说,应为圆锥曲线)。哈雷由于这个问题得不到解决,于8月到剑桥大学去请教牛顿。他一开始就向牛顿提出问题:假定重力随距离的平方而减少,那么行星遵循的轨道应是什么样的曲线?牛顿立即回答说应是一个椭圆。使哈雷更惊奇的是,牛顿说他对这个问题已经作过计算,当时就开始找计算草稿,但没有找到,最后他答应把稿子找出来后再寄给哈雷。牛顿后来还是没有找到计算草稿,于是他重新作了计算,并进一步认真推敲了这个问题。
1684年11月,牛顿给哈雷寄去了一篇《论运动》(demotu)的论文手稿,并在1684-1685年间在剑桥作了一系列名为《论天体运动》的演讲。哈雷把牛顿寄给他的重要论文呈报皇家学会登记备案。在哈雷的敦促下,牛顿着手写《自然哲学的数学原理》(principia)这一巨著(左图),
并于1686年4月把原稿交给皇家学会。由于经费问题以及牛顿和胡克间为万有引力定律发明权的争执,皇家学会未能安排该书的付印。最后,哈雷决定由自己出钱替牛顿出版此书。这样,牛顿的这一巨著才于1687年问世。
牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,不但从数学上论证了万有引力定律,而且把经典力学确立为完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体力学统一起来,实现了物理学史上第一次大的综合。 1.优胜劣汰,适者生存; 2.人定胜天; 3.生老病死,生命轮回.
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