《經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性》 市賽獲獎(jiǎng)

經(jīng)典力學(xué)的成就與局限性經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程

經(jīng)典力學(xué)建立在豐富的科學(xué)經(jīng)驗(yàn)之上，但經(jīng)典力學(xué)的建立和牛頓的個(gè)人原因有不可分割的關(guān)系。

牛頓從青少年時(shí)代就對(duì)科學(xué)抱有濃厚的興趣、極強(qiáng)的求知欲和探索欲望，學(xué)習(xí)非常勤奮。但他從不死讀書，喜歡通過實(shí)驗(yàn)來取得真知，并親自動(dòng)手設(shè)計(jì)和制作了許多機(jī)械裝置和用品，這使他打下了廣博而扎實(shí)的知識(shí)基礎(chǔ)，同時(shí)也具有創(chuàng)新意識(shí)和動(dòng)手能力。雖然牛頓是天才，智力水平很高，但他的天才還來源于他的勤奮。他在研究中十分投入，而且常常夜以繼日地學(xué)習(xí)、工作。這些都培養(yǎng)和鍛煉了牛頓的科學(xué)精神，為日后的研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

力學(xué)體系得以建立的原因經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程

牛頓經(jīng)典力學(xué)的建立，還與他所處的時(shí)代和社會(huì)有關(guān)。歐洲經(jīng)過16世紀(jì)的宗教和政治改革的大變動(dòng)之后，到17世紀(jì)下半葉進(jìn)入了一個(gè)政治上安寧，經(jīng)濟(jì)上趨于繁榮的時(shí)期。生產(chǎn)實(shí)踐為力學(xué)研究提出了許多問題，這就給科學(xué)的發(fā)展以動(dòng)力。經(jīng)過16世紀(jì)的宗教改革運(yùn)動(dòng)和17世紀(jì)中后期的資產(chǎn)階級(jí)革命運(yùn)動(dòng)，英國(guó)科學(xué)家擁有了當(dāng)時(shí)世界上最為寬松自由的學(xué)術(shù)環(huán)境。學(xué)術(shù)環(huán)境的改變，使得對(duì)力學(xué)的研究擺脫了不必要的束縛，催生了經(jīng)典力學(xué)體系。

個(gè)人因素，前人經(jīng)驗(yàn)，寬松的學(xué)術(shù)環(huán)境和生產(chǎn)實(shí)踐的發(fā)展，構(gòu)成了經(jīng)典力學(xué)體系建立的基礎(chǔ)。力學(xué)體系得以建立的原因經(jīng)典力學(xué)體系創(chuàng)立的過程中作出貢獻(xiàn)的科學(xué)家牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的建立得益于已有的科學(xué)成就。

哥白尼、伽利略、開普勒、笛卡爾等人在天文學(xué)、力學(xué)、光學(xué)、數(shù)學(xué)等方面的貢獻(xiàn)，為經(jīng)典力學(xué)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，特別是伽利略與開普勒對(duì)牛頓經(jīng)典力學(xué)體系的建立更是有著極其重要的影響。

伽利略通過對(duì)自由落體的研究，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了慣性運(yùn)動(dòng)和在重力作用下的勻加速運(yùn)動(dòng)，奠定了牛頓第一定律和第二定律的基本思想。他關(guān)于拋體運(yùn)動(dòng)定律的發(fā)現(xiàn)，對(duì)牛頓萬有引力的學(xué)說也有深刻的啟示作用。

開普勒所發(fā)現(xiàn)的行星運(yùn)動(dòng)定律則是牛頓萬有引力學(xué)說產(chǎn)生的最重要前提。牛頓非常善于汲取前人的科學(xué)成果并綜合運(yùn)用多方面的知識(shí)進(jìn)行跨學(xué)科的研究，通過吸收前人的科學(xué)研究成果，牛頓為經(jīng)典力學(xué)體系的建立充實(shí)的準(zhǔn)備。

牛頓是近代理論物理學(xué)的創(chuàng)始人,他所建立的力學(xué)理論體系不僅能說明已有的理論已經(jīng)說明的現(xiàn)象,更重要的是,經(jīng)典力學(xué)理論能預(yù)見到新的物理現(xiàn)象和物理事實(shí),并能以天文觀測(cè)或?qū)嶒?yàn)證實(shí)它們的正確性。經(jīng)典力學(xué)體系創(chuàng)立的過程中所涉及到的科學(xué)家及其理論貢獻(xiàn)哥白尼惠更斯笛卡爾開普勒牛頓伽利略力學(xué)發(fā)展的三個(gè)階段第一階段

伽利略、牛頓時(shí)代之前。人們對(duì)力學(xué)現(xiàn)象的研究大多直接反映在技術(shù)之中或完全融合在哲學(xué)之內(nèi)，物理學(xué)就整體而言還沒有成為獨(dú)立的科學(xué)。這個(gè)階段對(duì)力學(xué)作出突出貢獻(xiàn)的是阿基米德。第二階段

從伽利略到牛頓。是經(jīng)典力學(xué)從基本要領(lǐng)、基本定律到建成理論體系的階段，在這一階段有一系列的科學(xué)家為經(jīng)典力學(xué)打下重要基礎(chǔ)。第三階段

牛頓之后。經(jīng)典力學(xué)又有新的發(fā)展，這一階段主要是后人對(duì)經(jīng)典力學(xué)的表述形式和應(yīng)用對(duì)象進(jìn)行了拓展和完善。

誰能說出經(jīng)典力學(xué)的偉大成就有哪些呢？⑴把人類對(duì)整個(gè)自然界的認(rèn)識(shí)推進(jìn)到一個(gè)新水平，牛頓從力學(xué)上證明了自然界的統(tǒng)一；⑵經(jīng)典力學(xué)的建立首次明確了一切自然科學(xué)理論應(yīng)有的基本特征，這標(biāo)志著近代理論自然科學(xué)的誕生，也成為其他各門自然科學(xué)的典范；⑶經(jīng)典力學(xué)的建立對(duì)自然科學(xué)和科技的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步具有深遠(yuǎn)影響：①經(jīng)典力學(xué)形成的科學(xué)研究方法的推廣應(yīng)用；②經(jīng)典力學(xué)與其他基礎(chǔ)科學(xué)相結(jié)合產(chǎn)生了許多交叉學(xué)科，促進(jìn)了自然科學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展；③經(jīng)典力學(xué)在科學(xué)技術(shù)上有廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)了社會(huì)文明的發(fā)展。

定義牛頓力學(xué)(Newton‘sMechanics)是以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為基礎(chǔ)，在17世紀(jì)以后發(fā)展起來的。直接以牛頓運(yùn)動(dòng)定律為出發(fā)點(diǎn)來研究質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)，這就是牛頓力學(xué)。它以質(zhì)點(diǎn)為對(duì)象，著眼于力的概念，在處理質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)問題時(shí)，須分別考慮各個(gè)質(zhì)點(diǎn)所受的力，然后來推斷整個(gè)質(zhì)點(diǎn)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)