牛頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(Newtonianmechanics)以(yi)牛頓(dun)(dun)運動定律和(he)(he)(he)(he)萬(wan)有(you)(you)引力(li)(li)(li)(li)定律(見萬(wan)有(you)(you)引力(li)(li)(li)(li))為(wei)基礎,研(yan)究(jiu)(jiu)速度遠小(xiao)于(yu)光速的(de)(de)(de)(de)(de)宏觀(guan)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)運動規律。狹義相對論(lun)研(yan)究(jiu)(jiu)速度能(neng)(neng)與光速比擬的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)運動,量(liang)(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)研(yan)究(jiu)(jiu)電子(zi)、質(zhi)子(zi)等(deng)微觀(guan)粒子(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)運動。從研(yan)究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)范疇來(lai)說(shuo),牛頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)同相對論(lun)和(he)(he)(he)(he)量(liang)(liang)(liang)子(zi)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)相區別(bie),牛頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)是經典力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)組成(cheng)部分(fen)。繼I.牛頓(dun)(dun)以(yi)后,J.-L.拉(la)(la)格(ge)朗(lang)日(ri)和(he)(he)(he)(he)W.R.哈(ha)密(mi)(mi)(mi)(mi)頓(dun)(dun)相繼發(fa)展了新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)。牛頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)所(suo)著重的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)如(ru)力(li)(li)(li)(li)、動量(liang)(liang)(liang)等(deng)都(dou)具有(you)(you)矢(shi)量(liang)(liang)(liang)性(xing)質(zhi),而(er)且牛頓(dun)(dun)方程是用(yong)矢(shi)量(liang)(liang)(liang)形式表達的(de)(de)(de)(de)(de),故牛頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)可稱為(wei)矢(shi)量(liang)(liang)(liang)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue);拉(la)(la)格(ge)朗(lang)日(ri)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)和(he)(he)(he)(he)哈(ha)密(mi)(mi)(mi)(mi)頓(dun)(dun)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)所(suo)著重的(de)(de)(de)(de)(de)量(liang)(liang)(liang)是系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng),它具有(you)(you)標量(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)質(zhi),可以(yi)通過力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)變分(fen)原理(li)(li)(li)建立系(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)動力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)方程,故拉(la)(la)格(ge)朗(lang)日(ri)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)和(he)(he)(he)(he)哈(ha)密(mi)(mi)(mi)(mi)頓(dun)(dun)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)等(deng)可統(tong)稱為(wei)分(fen)析力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)。因此(ci),從力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)方法和(he)(he)(he)(he)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)來(lai)說(shuo),牛頓(dun)(dun)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)同拉(la)(la)格(ge)朗(lang)日(ri)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)和(he)(he)(he)(he)哈(ha)密(mi)(mi)(mi)(mi)頓(dun)(dun)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)相區別(bie);但從經典力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)基本(ben)原理(li)(li)(li)來(lai)說(shuo),拉(la)(la)格(ge)朗(lang)日(ri)方程和(he)(he)(he)(he)哈(ha)密(mi)(mi)(mi)(mi)頓(dun)(dun)原理(li)(li)(li)同牛頓(dun)(dun)定律是等(deng)價的(de)(de)(de)(de)(de)。然而(er),哈(ha)密(mi)(mi)(mi)(mi)頓(dun)(dun)原理(li)(li)(li)能(neng)(neng)應用(yong)于(yu)較廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)現象。將拉(la)(la)格(ge)朗(lang)日(ri)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)和(he)(he)(he)(he)哈(ha)密(mi)(mi)(mi)(mi)頓(dun)(dun)體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)(尤其是后者(zhe))應用(yong)于(yu)物(wu)(wu)(wu)理(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)和(he)(he)(he)(he)天體(ti)(ti)(ti)(ti)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)中廣泛(fan)出現的(de)(de)(de)(de)(de)保(bao)守(shou)系(xi)(xi)統(tong),有(you)(you)極大的(de)(de)(de)(de)(de)優點。例如(ru),這(zhe)兩個體(ti)(ti)(ti)(ti)系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)觀(guan)點和(he)(he)(he)(he)方法對天體(ti)(ti)(ti)(ti)力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)攝動理(li)(li)(li)論(lun)和(he)(he)(he)(he)經典統(tong)計力(li)(li)(li)(li)學(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)理(li)(li)(li)論(lun)性(xing)研(yan)究(jiu)(jiu)有(you)(you)較大價值。
牛(niu)頓于1643年(nian)(nian)1月(yue)4日生于英(ying)(ying)格蘭林(lin)肯郡格蘭瑟(se)姆附近的(de)沃(wo)爾索普(pu)村。1661年(nian)(nian)入英(ying)(ying)國劍(jian)橋(qiao)(qiao)大學(xue)(xue)(xue)圣(sheng)三一學(xue)(xue)(xue)院(yuan)(yuan),1665年(nian)(nian)獲(huo)文學(xue)(xue)(xue)士(shi)學(xue)(xue)(xue)位(wei)。隨后兩年(nian)(nian)在(zai)家鄉躲(duo)避鼠疫,他在(zai)此間(jian)制定(ding)了一生大多數重要科學(xue)(xue)(xue)創(chuang)造的(de)藍圖(tu)。1667年(nian)(nian)牛(niu)頓回劍(jian)橋(qiao)(qiao)后當選為劍(jian)橋(qiao)(qiao)大學(xue)(xue)(xue)三一學(xue)(xue)(xue)院(yuan)(yuan)院(yuan)(yuan)委,次年(nian)(nian)獲(huo)碩(shuo)士(shi)學(xue)(xue)(xue)位(wei)。1669年(nian)(nian)任劍(jian)橋(qiao)(qiao)大學(xue)(xue)(xue)盧卡斯數學(xue)(xue)(xue)教授(shou)席(xi)位(wei)直到(dao)1701年(nian)(nian)。1696年(nian)(nian)任皇(huang)家造幣廠監(jian)督(du),并移居倫(lun)敦(dun)。1703年(nian)(nian)任英(ying)(ying)國皇(huang)家學(xue)(xue)(xue)會會長。1706年(nian)(nian)受英(ying)(ying)國女王安(an)娜封(feng)爵。在(zai)晚(wan)年(nian)(nian),牛(niu)頓潛(qian)心(xin)于自然哲(zhe)學(xue)(xue)(xue)與(yu)神學(xue)(xue)(xue)。1727年(nian)(nian)3月(yue)20日,牛(niu)頓在(zai)倫(lun)敦(dun)病逝,享年(nian)(nian)84歲。
備注:牛頓(dun)是(shi)儒略歷1642年12月(yue)25日(ri),即格里(li)歷(陽歷)1643年1月(yue)4日(ri),所以正確的出生日(ri)期是(shi)1月(yue)4號。
牛(niu)頓力學( Newton's Mechanics )是以(yi)(yi)牛(niu)頓運動(dong)定(ding)律為(wei)(wei)基礎,在17世紀(ji)以(yi)(yi)后(hou)發(fa)展起來的。直(zhi)接以(yi)(yi)牛(niu)頓運動(dong)定(ding)律為(wei)(wei)出(chu)發(fa)點來研究質(zhi)點系(xi)統的運動(dong),這就是牛(niu)頓力學。
艾(ai)薩克牛(niu)頓(dun)爵士試圖(tu)使用慣性(xing)與力(li)的(de)(de)概念(nian)描述(shu)所(suo)有物(wu)體的(de)(de)運動,所(suo)以他找尋出它們服從(cong)確定的(de)(de)守(shou)恒定律(lv)。在1687年,牛(niu)頓(dun)接(jie)著出版了他的(de)(de)自然(ran)哲(zhe)學(xue)的(de)(de)數學(xue)原理論文。在這里牛(niu)頓(dun)開(kai)創了三個運動定律(lv),到了今(jin)日還是描述(shu)力(li)的(de)(de)方式。
牛頓力學(xue)涉及很多方面,他們都涉及最基本的三個定(ding)律。
內(nei)容:一切物體在沒有受到力或合力為零的作用(yong)時,總保持(chi)靜止狀態(tai)或勻速直線運動狀態(tai)。
說明(ming):物(wu)體(ti)(ti)都(dou)有(you)維持靜止和(he)作勻速(su)(su)直線運(yun)動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)趨勢,因(yin)此物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)(dong)狀(zhuang)態是由它(ta)的(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)(dong)速(su)(su)度(du)決(jue)定(ding)的(de)(de),沒有(you)外力(li),它(ta)的(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)(dong)狀(zhuang)態是不會改(gai)變(bian)的(de)(de)。物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)這(zhe)種性(xing)質稱為(wei)慣性(xing)。所(suo)以牛頓第(di)(di)一(yi)定(ding)律(lv)也(ye)稱為(wei)慣性(xing)定(ding)律(lv)。第(di)(di)一(yi)定(ding)律(lv)也(ye)闡明(ming)了(le)(le)力(li)的(de)(de)概念。明(ming)確了(le)(le)力(li)是物(wu)體(ti)(ti)間的(de)(de)相(xiang)(xiang)互(hu)作用,指(zhi)出了(le)(le)是力(li)改(gai)變(bian)了(le)(le)物(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)(dong)狀(zhuang)態。因(yin)為(wei)加速(su)(su)度(du)是描(miao)寫物(wu)體(ti)(ti)運(yun)動(dong)(dong)(dong)狀(zhuang)態的(de)(de)變(bian)化,所(suo)以力(li)是和(he)加速(su)(su)度(du)相(xiang)(xiang)聯系的(de)(de),而不是和(he)速(su)(su)度(du)相(xiang)(xiang)聯系的(de)(de)。在日(ri)常(chang)生活(huo)中(zhong)不注意(yi)這(zhe)點,往(wang)往(wang)容易產生錯覺。
注意:牛頓(dun)第一定律(lv)并不是在(zai)所有的參照(zhao)系里(li)都成立,實(shi)際上它只在(zai)慣性參照(zhao)系里(li)才成立。因此常常把(ba)牛頓(dun)第一定律(lv)是否成立,作為一個參照(zhao)系是否慣性參照(zhao)系的判據。
內(nei)容:物體在受到合外力的(de)作用會產(chan)生加(jia)速度,加(jia)速度的(de)方向(xiang)和合外力的(de)方向(xiang)相同,加(jia)速度的(de)大小與(yu)合外力的(de)大小成正比,與(yu)物體的(de)慣性質量成反比。
公(gong)式(shi):F=ma,F為合外力
牛頓第二定律定量(liang)(liang)描述了力(li)作(zuo)用的效(xiao)果,定量(liang)(liang)地量(liang)(liang)度了物體的慣性大小。它(ta)是矢量(liang)(liang)式,并且(qie)是瞬(shun)時(shi)關系(xi)。
要強調的是,物(wu)體受(shou)到的不(bu)為零合外(wai)力,會(hui)產生(sheng)加速(su)度,使物(wu)體的運動狀(zhuang)態或速(su)度發生(sheng)改變,但是這種改變是和(he)物(wu)體本身的運動狀(zhuang)態有關的。
局(ju)限(xian):該定律(lv)只(zhi)適用(yong)于(yu)宏觀物體的低速運動。
內容:兩個(ge)物體(ti)之間的作用力(li)和反(fan)作用力(li),在同一(yi)條直線上(shang),大(da)小(xiao)相等,方向相反(fan)。
需要注意:
(1)作用力和反作用力是沒有主次、先(xian)后(hou)之分。同(tong)時產生、同(tong)時消失。
(2)這一(yi)對力是作用在不同物(wu)體(ti)上,不可能抵消。
(3)作(zuo)(zuo)用力(li)和反(fan)作(zuo)(zuo)用力(li)必須是同一性質的力(li)。
(4)與參照系無關。
質(zhi)(zhi)點(dian)的(de)質(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)m與(yu)其速度(du)v的(de)乘(cheng)積(mv)。動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)是(shi)(shi)矢量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),用符號(hao)p表示。質(zhi)(zhi)點(dian)組的(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)組內各(ge)質(zhi)(zhi)點(dian)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)矢量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)和。物(wu)(wu)(wu)體(ti)的(de)機械(xie)運動(dong)(dong)(dong)都不(bu)是(shi)(shi)孤立地發(fa)生的(de),它與(yu)周圍物(wu)(wu)(wu)體(ti)間存在著(zhu)相互作用,這(zhe)種相互作用表現為(wei)運動(dong)(dong)(dong)物(wu)(wu)(wu)體(ti)與(yu)周圍物(wu)(wu)(wu)體(ti)間發(fa)生著(zhu)機械(xie)運動(dong)(dong)(dong)的(de)傳(chuan)(chuan)(chuan)遞(或轉移)過(guo)程,動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)正是(shi)(shi)從機械(xie)運動(dong)(dong)(dong)傳(chuan)(chuan)(chuan)遞這(zhe)個角度(du)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)度(du)機械(xie)運動(dong)(dong)(dong)的(de)物(wu)(wu)(wu)理(li)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),這(zhe)種傳(chuan)(chuan)(chuan)遞是(shi)(shi)等量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)地進行(xing)的(de),物(wu)(wu)(wu)體(ti)2把多少(shao)機械(xie)運動(dong)(dong)(dong)(動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang))傳(chuan)(chuan)(chuan)遞給(gei)物(wu)(wu)(wu)體(ti)1,物(wu)(wu)(wu)體(ti)2將(jiang)失去等量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),傳(chuan)(chuan)(chuan)遞的(de)結(jie)果是(shi)(shi)兩者的(de)總動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)保持不(bu)變。從動(dong)(dong)(dong)力學角度(du)看,力反映了動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)傳(chuan)(chuan)(chuan)遞快(kuai)慢的(de)情況。與(yu)實物(wu)(wu)(wu)一(yi)樣,電磁場也(ye)具有動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)。例如光子的(de)動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)為(wei)p=h/(2π)k,其中(zhong)h為(wei)普朗克常量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang),k為(wei)波長(chang)(chang),其大(da)小為(wei)k=(2π)/λ(λ為(wei)波長(chang)(chang)),方向沿波傳(chuan)(chuan)(chuan)播(bo)方向。在國際單位制中(zhong),動(dong)(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)單位為(wei)千(qian)克·米/秒(kg·m/s)。
動量(liang)守恒定律是最早發現的(de)一(yi)條守恒定律,它起源于(yu)16~17世紀西歐的(de)哲學家們對宇宙運(yun)動的(de)哲學思考。
觀察周圍運(yun)動(dong)(dong)(dong)著(zhu)的物(wu)體,我們看到它們中(zhong)的大多(duo)數,例(li)如跳(tiao)動(dong)(dong)(dong)的皮球、飛行的子彈、走動(dong)(dong)(dong)的時鐘(zhong)、運(yun)轉的機器(qi),都(dou)會(hui)(hui)停(ting)下來(lai)。看來(lai)宇宙(zhou)(zhou)間運(yun)動(dong)(dong)(dong)的總量(liang)(liang)似乎(hu)在減少。整個(ge)(ge)(ge)宇宙(zhou)(zhou)是(shi)不(bu)是(shi)也像(xiang)一(yi)架機器(qi)那樣,總有(you)一(yi)天(tian)會(hui)(hui)停(ting)下來(lai)呢(ni)(ni)?但是(shi),千百年來(lai)對(dui)天(tian)體運(yun)動(dong)(dong)(dong)的觀測,并沒(mei)有(you)發現宇宙(zhou)(zhou)運(yun)動(dong)(dong)(dong)有(you)減少的跡象。生活(huo)在16、17世紀的許(xu)多(duo)哲學家認為,宇宙(zhou)(zhou)間運(yun)動(dong)(dong)(dong)的總量(liang)(liang)是(shi)不(bu)會(hui)(hui)減少的,只要能(neng)找到一(yi)個(ge)(ge)(ge)合(he)適的物(wu)理(li)量(liang)(liang)來(lai)量(liang)(liang)度運(yun)動(dong)(dong)(dong),就會(hui)(hui)看到運(yun)動(dong)(dong)(dong)的總量(liang)(liang)是(shi)守恒的。這個(ge)(ge)(ge)合(he)適的物(wu)理(li)量(liang)(liang)到底(di)是(shi)什么呢(ni)(ni)?
法(fa)國哲學(xue)(xue)家(jia)兼數學(xue)(xue)家(jia)、物理(li)學(xue)(xue)家(jia)笛卡(ka)兒提出(chu),質量(liang)(liang)和速率的乘積是一(yi)個合適的物理(li)量(liang)(liang)。可是后來,荷(he)蘭數學(xue)(xue)家(jia)、物理(li)學(xue)(xue)家(jia)惠更斯(1629—1695)在研究碰撞問(wen)題時發現:按照笛卡(ka)兒的定(ding)義,兩個物體運動的總(zong)量(liang)(liang)在碰撞前后不一(yi)定(ding)守恒。
牛(niu)頓(dun)在總結這些(xie)人(ren)工作的(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)礎上,把笛卡(ka)兒的(de)(de)(de)(de)(de)定義作了重(zhong)要的(de)(de)(de)(de)(de)修改(gai),即(ji)不用(yong)(yong)(yong)質量(liang)和(he)速率的(de)(de)(de)(de)(de)乘(cheng)積,而(er)用(yong)(yong)(yong)質量(liang)和(he)速度的(de)(de)(de)(de)(de)乘(cheng)積,這樣就(jiu)找(zhao)到了量(liang)度運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)合適的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)理(li)量(liang)。牛(niu)頓(dun)把它(ta)叫(jiao)做“運(yun)動(dong)(dong)量(liang)”,就(jiu)是我們(men)現今(jin)說的(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)量(liang)。1687年,牛(niu)頓(dun)在他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)《自然哲學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)數學(xue)原理(li)》一書(shu)中指出(chu):某一方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)總和(he)減(jian)去相反(fan)方(fang)向(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)總和(he)所得的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)量(liang),不因(yin)物(wu)體間的(de)(de)(de)(de)(de)相互作用(yong)(yong)(yong)而(er)發生(sheng)變(bian)化;還指出(chu)了兩個或兩個以上相互作用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)物(wu)體的(de)(de)(de)(de)(de)共(gong)同重(zhong)心的(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)動(dong)(dong)狀態,也不因(yin)這些(xie)物(wu)體間的(de)(de)(de)(de)(de)相互作用(yong)(yong)(yong)而(er)改(gai)變(bian),總是保持靜止(zhi)或做勻速直線運(yun)動(dong)(dong)。
動(dong)量守恒定(ding)律(lv)的(de)適用(yong)范圍比牛頓運動(dong)定(ding)律(lv)更廣
近代的(de)科學實驗和理論分析(xi)都表明(ming):在自然界中,大(da)到(dao)天體間(jian)的(de)相互作(zuo)用(yong),小到(dao)如(ru)質子、中子等基本粒子間(jian)的(de)相互作(zuo)用(yong),都遵守動(dong)量(liang)守恒(heng)定(ding)律。因此,它是自然界中最(zui)重(zhong)要、最(zui)普遍的(de)客觀規律之一,比牛(niu)頓運動(dong)定(ding)律的(de)適(shi)用(yong)范圍更廣。下面舉(ju)一個牛(niu)頓運動(dong)定(ding)律不適(shi)用(yong)而(er)動(dong)量(liang)守恒(heng)定(ding)律適(shi)用(yong)的(de)例子。
在我們考察光(guang)(guang)的發射和吸收(shou)時,會(hui)看到這(zhe)樣一種現象(xiang):在宇(yu)宙空間中某個地方有時會(hui)突(tu)然發出非(fei)常明亮的光(guang)(guang),這(zhe)就是超新星(xing)。可是它很快就逐漸暗(an)淡(dan)下(xia)來(lai)。光(guang)(guang)從這(zhe)樣一顆(ke)超新星(xing)出發到達(da)地球需要幾百萬年,而相比之下(xia)超新星(xing)從發光(guang)(guang)到熄(xi)滅的時間就顯得太(tai)短了。
當光從超(chao)新(xin)(xin)星(xing)到(dao)達地(di)(di)球(qiu)時,它給地(di)(di)球(qiu)一(yi)個輕微的推動,而與(yu)此同時地(di)(di)球(qiu)卻無法給超(chao)新(xin)(xin)星(xing)一(yi)個輕微的推動,因(yin)為它已(yi)經消失(shi)了。因(yin)此,如果我們(men)想像(xiang)一(yi)下地(di)(di)球(qiu)與(yu)超(chao)新(xin)(xin)星(xing)之間(jian)的相互作(zuo)用,在同一(yi)瞬間(jian)就不是(shi)大小(xiao)相等、方向相反了。這(zhe)時,牛頓第三定(ding)律(lv)顯然已(yi)不適用了。
雖(sui)然如此,動(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)守(shou)恒定(ding)律還(huan)是正確(que)的(de)。不過(guo)(guo),我們必須把光也考慮在(zai)內(nei)。當(dang)超新星發射光時(shi)(shi),星體反沖(chong),得(de)到(dao)動(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang),同時(shi)(shi)光也帶走(zou)了大小(xiao)相等而(er)方(fang)向相反的(de)動(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)。等經過(guo)(guo)幾(ji)百萬年(nian)之后光到(dao)達地球時(shi)(shi),光把它的(de)動(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)傳給(gei)了地球。這(zhe)里要注(zhu)意的(de)是:動(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)不僅可以(yi)為(wei)實物所(suo)攜帶,而(er)且可以(yi)隨著光輻射一起傳播。當(dang)我們考慮到(dao)上述這(zhe)點(dian)時(shi)(shi),動(dong)(dong)量(liang)(liang)(liang)守(shou)恒定(ding)律還(huan)是正確(que)的(de)。
牛頓經典(dian)力(li)學(xue)體系的(de)(de)建立(li)開辟了(le)(le)科學(xue)發展(zhan)的(de)(de)一個新天(tian)地、新時(shi)代(dai)。經典(dian)力(li)學(xue)的(de)(de)廣泛(fan)傳播(bo)和運用對人(ren)們的(de)(de)生(sheng)(sheng)活和思想(xiang)產生(sheng)(sheng)了(le)(le)重(zhong)大影響(xiang),在(zai)一定程度上(shang)(shang)推動了(le)(le)人(ren)類社會的(de)(de)發展(zhan)進步。但(dan)經典(dian)力(li)學(xue)存在(zai)的(de)(de)固(gu)有缺點和局限性(xing)也在(zai)一定程度上(shang)(shang)阻礙了(le)(le)人(ren)類社會的(de)(de)進步,產生(sheng)(sheng)了(le)(le)消(xiao)極作用。本文將(jiang)以經典(dian)力(li)學(xue)的(de)(de)建立(li)背(bei)景為(wei)起點,進一步用辯證(zheng)的(de)(de)方法分析(xi)經典(dian)力(li)學(xue)在(zai)人(ren)類歷史與現實中發揮的(de)(de)作用與產生(sheng)(sheng)的(de)(de)不良影響(xiang)。
17世紀的(de)(de)(de)(de)(de)歐洲,經過許多科(ke)學(xue)家的(de)(de)(de)(de)(de)努力,在(zai)天文學(xue)和(he)力學(xue)方面積累了(le)豐富資料的(de)(de)(de)(de)(de)基礎(chu)上(shang),英國科(ke)學(xue)家牛頓實現了(le)天上(shang)力學(xue)和(he)地上(shang)力學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)綜合,形成了(le)統一的(de)(de)(de)(de)(de)力學(xue)體系(xi)(xi)——經典力學(xue)。經典力學(xue)體系(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)(de)建立,是(shi)人類(lei)認識自(zi)然及歷史(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)第一次大飛躍和(he)理論的(de)(de)(de)(de)(de)大綜合,它開辟了(le)一個新(xin)的(de)(de)(de)(de)(de)時代,并對(dui)科(ke)學(xue)發展的(de)(de)(de)(de)(de)進程以及人類(lei)生(sheng)產(chan)生(sheng)活和(he)思(si)維方式產(chan)生(sheng)極(ji)其深刻(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)影(ying)響。牛頓經典力學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)建立是(shi)科(ke)學(xue)形態上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)重要變革,標志著近代理論自(zi)然科(ke)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)誕生(sheng),并成為其他各門自(zi)然科(ke)學(xue)的(de)(de)(de)(de)(de)典范(fan)。
牛(niu)頓經(jing)(jing)典力學(xue)體系(xi)的(de)(de)建立(li)得益于已(yi)有的(de)(de)科(ke)學(xue)成就(jiu)。哥白尼、伽利(li)略、開(kai)普勒、笛卡(ka)爾等(deng)人(ren)在天文學(xue)、力學(xue)、光學(xue)、數學(xue)等(deng)方面的(de)(de)貢獻,為(wei)經(jing)(jing)典力學(xue)奠定了(le)堅實的(de)(de)基礎(chu),特別(bie)是(shi)伽利(li)略與開(kai)普勒對牛(niu)頓經(jing)(jing)典力學(xue)體系(xi)的(de)(de)建立(li)更是(shi)有著極其重要的(de)(de)影(ying)響。
伽利(li)略(lve)通過對(dui)自由落體的(de)(de)(de)研究,已經(jing)發現了慣性運動(dong)和(he)在(zai)重力(li)作(zuo)用下(xia)的(de)(de)(de)勻加速運動(dong),奠定了牛(niu)頓(dun)第一(yi)定律和(he)第二定律的(de)(de)(de)基本思(si)想。伽利(li)略(lve)關于拋物體運動(dong)定律的(de)(de)(de)發現,對(dui)牛(niu)頓(dun)萬(wan)有(you)引(yin)力(li)的(de)(de)(de)學說(shuo)也有(you)深刻的(de)(de)(de)啟示作(zuo)用。開普勒所發現的(de)(de)(de)行星(xing)運動(dong)定律則是牛(niu)頓(dun)萬(wan)有(you)引(yin)力(li)學說(shuo)產生(sheng)的(de)(de)(de)最(zui)重要前提。牛(niu)頓(dun)非常善于廣泛(fan)汲(ji)取前人(ren)的(de)(de)(de)科(ke)學成果(guo)并綜合運用多方(fang)面的(de)(de)(de)知識進行跨學科(ke)的(de)(de)(de)研究,通過吸收前人(ren)的(de)(de)(de)科(ke)學研究成果(guo),牛(niu)頓(dun)為經(jing)典(dian)力(li)學體系的(de)(de)(de)建立充實(shi)了知識準(zhun)備。
雖然經(jing)典力學(xue)(xue)建立(li)在(zai)豐富的(de)(de)(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)經(jing)驗之上,但(dan)經(jing)典力學(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)建立(li)和牛頓(dun)(dun)的(de)(de)(de)(de)個人(ren)原因有(you)不(bu)(bu)可分割的(de)(de)(de)(de)關系。牛頓(dun)(dun)從青少年時(shi)代就(jiu)對科(ke)學(xue)(xue)抱有(you)濃厚的(de)(de)(de)(de)興趣、極強的(de)(de)(de)(de)求知欲和探索欲望,學(xue)(xue)習非常(chang)勤(qin)(qin)奮。但(dan)他從不(bu)(bu)死讀書,喜歡通(tong)過實驗來(lai)取得真知,并親自動手(shou)(shou)設(she)計(ji)和制作(zuo)了(le)許(xu)多機械裝置和用品,這使(shi)他打下了(le)廣博而扎實的(de)(de)(de)(de)知識(shi)基礎,同時(shi)也具有(you)創(chuang)新意(yi)識(shi)和動手(shou)(shou)能(neng)力。雖然牛頓(dun)(dun)是天才,智力水平(ping)很高(gao),但(dan)他的(de)(de)(de)(de)天才還來(lai)源(yuan)于他的(de)(de)(de)(de)勤(qin)(qin)奮。他在(zai)研究中(zhong)十分投入,而且常(chang)常(chang)夜(ye)以繼日地學(xue)(xue)習、工(gong)作(zuo)。這些(xie)都培養(yang)和鍛煉了(le)牛頓(dun)(dun)的(de)(de)(de)(de)科(ke)學(xue)(xue)精神,為日后的(de)(de)(de)(de)研究打下了(le)堅實的(de)(de)(de)(de)基礎。
牛頓經典(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)建立,還與他(ta)所(suo)處(chu)的(de)時代和社會有關(guan)。歐(ou)洲經過16世紀百余年(nian)的(de)宗(zong)教和政治改(gai)(gai)革的(de)大變(bian)動之后,到17世紀下半葉進入(ru)了(le)一個政治上轉為安寧,經濟上趨(qu)于繁榮的(de)時期。生產實踐為力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)研究提出了(le)許多問題,這就給科學(xue)(xue)(xue)的(de)發展以推動力(li)(li)。經過16世紀的(de)宗(zong)教改(gai)(gai)革運動和17世紀中后期的(de)資產階級革命運動,英國科學(xue)(xue)(xue)家(jia)擁有了(le)當時世界上最為寬松自由的(de)學(xue)(xue)(xue)術(shu)環(huan)境。學(xue)(xue)(xue)術(shu)環(huan)境的(de)改(gai)(gai)變(bian),使得對力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)的(de)研究擺脫了(le)不(bu)必要的(de)束縛(fu),催生了(le)經典(dian)力(li)(li)學(xue)(xue)(xue)體系。
個人因(yin)素,前人經(jing)驗,寬松的學(xue)術環(huan)境和(he)生產實踐的發展,構(gou)成了(le)經(jing)典力(li)學(xue)體系建立的條件(jian)和(he)基礎。
不(bu)(bu)難(nan)預料,經(jing)典(dian)力(li)學的巨大成(cheng)功(gong)將對(dui)人類社(she)會(hui)在各方面將會(hui)產生(sheng)不(bu)(bu)可估量的影響。
(一)對自然觀念(nian)的(de)影響(xiang)
牛頓經(jing)典力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)成就(jiu)之(zhi)大使得它得以廣泛傳播,深深地改變了(le)人們(men)的(de)(de)(de)(de)自(zi)(zi)然觀(guan)。人們(men)往往用(yong)力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)尺度去(qu)衡量一(yi)切(qie)(qie)(qie),用(yong)力(li)(li)學(xue)的(de)(de)(de)(de)原理(li)去(qu)解釋一(yi)切(qie)(qie)(qie)自(zi)(zi)然現象(xiang),將(jiang)一(yi)切(qie)(qie)(qie)運動都(dou)(dou)歸(gui)結(jie)為機械運動,一(yi)切(qie)(qie)(qie)運動的(de)(de)(de)(de)原因都(dou)(dou)歸(gui)結(jie)為力(li)(li),自(zi)(zi)然界(jie)是一(yi)架按(an)照力(li)(li)學(xue)規(gui)律(lv)(lv)運動著(zhu)的(de)(de)(de)(de)機器。這(zhe)種機械唯物主義自(zi)(zi)然觀(guan)在當(dang)時是有進步作用(yong)的(de)(de)(de)(de)。由于它把自(zi)(zi)然界(jie)中起(qi)作用(yong)的(de)(de)(de)(de)原因都(dou)(dou)歸(gui)結(jie)為自(zi)(zi)然界(jie)本(ben)身(shen)規(gui)律(lv)(lv)的(de)(de)(de)(de)作用(yong),有利于促使科學(xue)家去(qu)探索自(zi)(zi)然界(jie)的(de)(de)(de)(de)規(gui)律(lv)(lv)。它能刺激人們(men)運用(yong)分析和解剖的(de)(de)(de)(de)方(fang)式,從觀(guan)察和實驗(yan)中取得更多的(de)(de)(de)(de)經(jing)驗(yan)材料,這(zhe)對科學(xue)的(de)(de)(de)(de)發展來(lai)說也是必要的(de)(de)(de)(de)。但這(zhe)種思維方(fang)式在一(yi)定程度上(shang)忽視了(le)理(li)論思維的(de)(de)(de)(de)作用(yong),忽視了(le)事物之(zhi)間的(de)(de)(de)(de)聯系和發展,因而(er)又有著(zhu)嚴重的(de)(de)(de)(de)缺陷。
(二)對自然科(ke)學的影響
牛(niu)頓經典(dian)力學(xue)的內容(rong)和研究(jiu)方法(fa)對自然(ran)科學(xue),特別是物理(li)學(xue)起了重(zhong)大的推(tui)動作用,但也存在(zai)著消極影響。
牛頓建立(li)的(de)(de)經典力(li)(li)學(xue)(xue)體系以及他的(de)(de)力(li)(li)學(xue)(xue)研究(jiu)綱領(ling)所獲得(de)的(de)(de)成功,在當時使(shi)科學(xue)(xue)家(jia)們(men)以為牛頓經典力(li)(li)學(xue)(xue)就是(shi)整(zheng)個物理(li)學(xue)(xue),甚至(zhi)是(shi)全部自然(ran)科學(xue)(xue)的(de)(de)可靠(kao)的(de)(de)最終的(de)(de)基礎(chu)。在相(xiang)(xiang)(xiang)當長的(de)(de)歷史(shi)時期內,牛頓經典力(li)(li)學(xue)(xue)名著(zhu)《自然(ran)哲學(xue)(xue)的(de)(de)數學(xue)(xue)原(yuan)(yuan)理(li)》一書成為了(le)科學(xue)(xue)家(jia)們(men)共同遵循的(de)(de)規范,它支配了(le)當時整(zheng)個自然(ran)科學(xue)(xue)發展的(de)(de)進(jin)程。他研究(jiu)問題的(de)(de)科學(xue)(xue)方法(fa)(fa)和(he)原(yuan)(yuan)理(li)也(ye)普遍得(de)到贊賞(shang)和(he)采用(yong)。牛頓研究(jiu)經典力(li)(li)學(xue)(xue)的(de)(de)科學(xue)(xue)方法(fa)(fa)論(lun)和(he)認識論(lun),如運用(yong)分析和(he)綜合相(xiang)(xiang)(xiang)結合的(de)(de)方法(fa)(fa)與公(gong)理(li)化(hua)方法(fa)(fa)及科學(xue)(xue)的(de)(de)簡單(dan)性(xing)原(yuan)(yuan)則、尋求因果關系中相(xiang)(xiang)(xiang)似性(xing)統一性(xing)原(yuan)(yuan)則、以實驗為基礎(chu)發現物體的(de)(de)普遍性(xing)原(yuan)(yuan)則和(he)正確(que)對(dui)待(dai)歸納結論(lun)的(de)(de)原(yuan)(yuan)則,對(dui)后世科學(xue)(xue)的(de)(de)發展也(ye)影響深遠。
經典力學不但(dan)對(dui)自然科學產(chan)生(sheng)了很大(da)影響,在社會科學方面,特別是(shi)對(dui)哲學和人類思想發展,也產(chan)生(sheng)了重大(da)影響。
在經(jing)(jing)典力學(xue)(xue)的(de)直(zhi)接影響(xiang)下(xia),英國的(de)霍布斯和(he)(he)洛克建(jian)立和(he)(he)發(fa)展了(le)(le)(le)機(ji)械(xie)唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)哲學(xue)(xue),并(bing)由(you)于(yu)(yu)其強大的(de)影響(xiang)力,使得唯(wei)(wei)(wei)(wei)物論從宗教神學(xue)(xue)那里爭得了(le)(le)(le)發(fa)言權,并(bing)在隨后形成(cheng)了(le)(le)(le)人類歷史上唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)和(he)(he)唯(wei)(wei)(wei)(wei)心主(zhu)義(yi)斗(dou)爭最(zui)為(wei)激烈的(de)一段時期(qi)。經(jing)(jing)過康德和(he)(he)黑格爾對(dui)(dui)辯證(zheng)法和(he)(he)機(ji)械(xie)唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)的(de)研究和(he)(he)發(fa)展,以及(ji)馬克思和(he)(he)恩格斯對(dui)(dui)哲學(xue)(xue)已有研究成(cheng)果的(de)吸收(shou),結合(he)當時科學(xue)(xue)發(fa)展成(cheng)果,最(zui)終建(jian)立了(le)(le)(le)唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)辯證(zheng)法。唯(wei)(wei)(wei)(wei)物主(zhu)義(yi)辯證(zheng)法的(de)建(jian)立,在很大程(cheng)度(du)上得益于(yu)(yu)牛頓經(jing)(jing)典力學(xue)(xue)體系的(de)建(jian)立。
近現代(dai)科學(xue)(xue)和哲學(xue)(xue)是(shi)(shi)發軔于經(jing)典力學(xue)(xue)的(de),正是(shi)(shi)從牛頓建立經(jing)典力學(xue)(xue)開(kai)始,人類在思(si)想(xiang)觀念上才(cai)開(kai)始真(zhen)正走向科學(xue)(xue)化(hua)和現代(dai)化(hua),而它(ta)對人類思(si)想(xiang)領域的(de)影(ying)響(xiang)也是(shi)(shi)極其廣泛而深(shen)刻的(de)。
事物總是(shi)辯證(zheng)統一、一分為(wei)(wei)二的(de)(de)(de)(de)。雖(sui)然科學(xue)(xue)(xue)家在運用牛(niu)頓(dun)經典(dian)力學(xue)(xue)(xue)方法及成果時使自(zi)然科學(xue)(xue)(xue)得到了長(chang)足發(fa)展(zhan),但當時人(ren)們在接受和運用牛(niu)頓(dun)的(de)(de)(de)(de)科學(xue)(xue)(xue)成果之時,沒有搞清(qing)它的(de)(de)(de)(de)適用范圍,也作出了不適當的(de)(de)(de)(de)夸(kua)大。例如,當初有科學(xue)(xue)(xue)家認為(wei)(wei)所(suo)有涉及到的(de)(de)(de)(de)物理學(xue)(xue)(xue)問題都可以歸(gui)結為(wei)(wei)不變的(de)(de)(de)(de)引力和斥力,因而只要把自(zi)然現(xian)象(xiang)轉化為(wei)(wei)力就(jiu)行了。結果到后來,“力”成了對現(xian)象(xiang)和規律缺乏認識的(de)(de)(de)(de)避難所(suo),把當時無法解釋的(de)(de)(de)(de)各種(zhong)現(xian)象(xiang)都冠以各種(zhong)不同(tong)力的(de)(de)(de)(de)名稱。因此,牛(niu)頓(dun)經典(dian)力學(xue)(xue)(xue)的(de)(de)(de)(de)內容(rong)及其研(yan)究(jiu)方法在推動自(zi)然科學(xue)(xue)(xue)發(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)(de)同(tong)時,也有產生(sheng)了很大的(de)(de)(de)(de)消極影響(xiang)。
經典(dian)力學把人類對整個(ge)(ge)自然界的認識(shi)(shi)推(tui)進(jin)到一個(ge)(ge)新水平,牛頓把天上運動和(he)地上運動統一起(qi)來,從力學上證明了(le)(le)自然界的統一性,這是人類認識(shi)(shi)自然歷史的第一次大飛躍和(he)理論大綜合,它開辟(pi)了(le)(le)一個(ge)(ge)新時代(dai),并對學科(ke)發展的進(jin)程以及后代(dai)科(ke)學家們產(chan)生了(le)(le)極(ji)其深(shen)刻(ke)的影響。
經典(dian)力(li)學(xue)(xue)的(de)建立首(shou)次明確了一切自然(ran)科(ke)學(xue)(xue)理(li)(li)論應有(you)的(de)基(ji)本特征(zheng),這(zhe)標志著近(jin)代(dai)理(li)(li)論自然(ran)科(ke)學(xue)(xue)的(de)誕生(sheng),也(ye)成為(wei)其(qi)他各門自然(ran)科(ke)學(xue)(xue)的(de)典(dian)范。牛頓(dun)運用歸納與演繹(yi)、綜合與分析的(de)方法(fa)極其(qi)明晰地得出了完善的(de)力(li)學(xue)(xue)體系,被后(hou)人(ren)稱(cheng)為(wei)科(ke)學(xue)(xue)美的(de)典(dian)范,顯示出物理(li)(li)學(xue)(xue)家(jia)在研(yan)究(jiu)物理(li)(li)時,都(dou)傾向于選擇和諧與自洽(qia)的(de)體系,追求(qiu)最簡潔(jie)、最理(li)(li)想的(de)形(xing)式。
經典(dian)力學(xue)(xue)的建立對自然(ran)(ran)科(ke)(ke)學(xue)(xue)和(he)科(ke)(ke)技(ji)的發(fa)展(zhan)、社會進(jin)步具有(you)深遠影響。一是(shi)科(ke)(ke)學(xue)(xue)的研(yan)究方(fang)法推廣應用到(dao)物理學(xue)(xue)的各個分(fen)支學(xue)(xue)科(ke)(ke)上,對經典(dian)物理學(xue)(xue)的建立意義(yi)重大;二是(shi)經典(dian)力學(xue)(xue)與其他基礎科(ke)(ke)學(xue)(xue)相結(jie)合產(chan)生了許多(duo)交叉學(xue)(xue)科(ke)(ke),促進(jin)了自然(ran)(ran)科(ke)(ke)學(xue)(xue)的進(jin)一步發(fa)展(zhan)。三是(shi)經典(dian)力學(xue)(xue)在科(ke)(ke)學(xue)(xue)技(ji)術上有(you)廣泛(fan)的應用,促進(jin)了社會文明的發(fa)展(zhan)。
經典(dian)力(li)學(xue)的(de)(de)應(ying)用受到物(wu)(wu)體(ti)(ti)運(yun)動(dong)速(su)(su)率(lv)的(de)(de)限制(zhi),當物(wu)(wu)體(ti)(ti)運(yun)動(dong)的(de)(de)速(su)(su)率(lv)接近真(zhen)空(kong)中(zhong)的(de)(de)光速(su)(su)時(shi),經典(dian)力(li)學(xue)的(de)(de)許多觀(guan)念將(jiang)發生重大(da)變(bian)(bian)化。如經典(dian)力(li)學(xue)中(zhong)認為物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)不僅不變(bian)(bian),并(bing)且與物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)速(su)(su)度或能量(liang)(liang)(liang)無關,但(dan)相(xiang)對(dui)論研(yan)究則表明,物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)將(jiang)隨著(zhu)運(yun)動(dong)速(su)(su)率(lv)的(de)(de)增加而增大(da),物(wu)(wu)體(ti)(ti)的(de)(de)質量(liang)(liang)(liang)和能量(liang)(liang)(liang)之間(jian)存在著(zhu)密切的(de)(de)聯系。但(dan)當物(wu)(wu)體(ti)(ti)運(yun)動(dong)的(de)(de)速(su)(su)度遠小于真(zhen)空(kong)中(zhong)的(de)(de)光速(su)(su)時(shi),經典(dian)力(li)學(xue)仍然適用。
牛頓運(yun)動定(ding)(ding)(ding)律不(bu)(bu)適用(yong)于(yu)微觀領域中物(wu)(wu)(wu)質結構和(he)(he)能量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不(bu)(bu)連(lian)續現(xian)象。19世紀(ji)和(he)(he)20世紀(ji)之交,物(wu)(wu)(wu)理學(xue)的(de)(de)(de)三大發(fa)現(xian),即X射(she)線的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)、電子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)發(fa)現(xian)和(he)(he)放射(she)性的(de)(de)(de)發(fa)現(xian),使物(wu)(wu)(wu)理學(xue)的(de)(de)(de)研究由宏觀領域進入(ru)微觀領域,特別是20世紀(ji)初(chu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)的(de)(de)(de)建立,出(chu)現(xian)了與經典(dian)觀念(nian)不(bu)(bu)同的(de)(de)(de)新(xin)觀念(nian)。例如:量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)的(de)(de)(de)研究表(biao)明(ming),微觀粒子(zi)(zi)(zi)既表(biao)現(xian)為(wei)粒子(zi)(zi)(zi)性又(you)表(biao)現(xian)為(wei)波(bo)動性,粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)能量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)等物(wu)(wu)(wu)理量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)只(zhi)能取分立的(de)(de)(de)數值,粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)速度和(he)(he)位置(zhi)具有不(bu)(bu)確(que)定(ding)(ding)(ding)性,粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)狀態只(zhi)能用(yong)粒子(zi)(zi)(zi)在空間出(chu)現(xian)的(de)(de)(de)概率來描述等。但(dan)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)力(li)學(xue)的(de)(de)(de)建立并不(bu)(bu)是對(dui)經典(dian)力(li)學(xue)的(de)(de)(de)否定(ding)(ding)(ding),對(dui)于(yu)宏觀物(wu)(wu)(wu)體的(de)(de)(de)運(yun)動,量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)現(xian)象并不(bu)(bu)顯著,經典(dian)力(li)學(xue)依(yi)然適用(yong)。
現代物理學(xue)的(de)發展,并沒有使經典力(li)學(xue)失去存在的(de)價值(zhi),只是拓寬了人們的(de)視野,經典力(li)學(xue)仍將(jiang)在它適(shi)用的(de)范圍內大放異彩。