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怎么看懂自然哲学的数学原理

发布时间:2023-02-20 23:48:55

Ⅰ 大学生如何读自然哲学之数学原理

数学原理是自然科学的数量表达的语言。自然哲学是自然规律表达的思维法则。也就是说数学原理是一种思维表达的语言方法,自然规律是在一定条件下是固有不变的真理,而它的数量表达是人为规定的,是可变的。是说明真理的语言形式。辩证唯物主义的自然哲学属于科学,数学不是科学。自然哲学是客观反映。而数学是一种思维模式。只要明白了这一点,就知道了在进行自然哲学思维时如何辅助使用数学原理,如量变到质变、矛盾的特殊性发现。

Ⅱ 自然哲学的数学原理主要有哪些内容

《自然哲学的数学原理》内容精要:《自然哲学的数学原理》(以下简称《原理》)于1687年出版发行,1713年发行第二版,1725年,牛顿去世的前两年,又修订发行了第三版。

牛顿在《原理》的序言中说:“我们的研究不在技术而在科学,不在人手之力而在自然之力”,“我们的研究是自然理论的数学原理”,“于物理学的范围中尽量以数学推出”,“把自然现象都归宿到数学定理上去。”可见,牛顿的立意是非常远大的。他的根本目的就是要用物理学的内容和数学的方法建立起一个新的自然哲学(自然理论)体系,为所有自然现象确立一个新的力学解释的框架。

《原理》正文共有三编。正文之前有两节导论,其篇幅虽仅占全书的百分之四左右,但其内容却十分重要。

导论一为“说明和附说”。在这里,牛顿先为力学的一些基本概念如质量、动量和力下了定义,对向心力的性质、作用以及量度作了描述。然后,牛顿引入了绝对空间和绝对时间的新概念,建立起他的绝对时空观。牛顿的时空观在今天看来有很大的局限性,但它对牛顿力学的规范作用是必不可少的。

导论二为“运动之基本定理和定律”。在这里,牛顿阐述了着名的运动三大定律。第一定律亦即惯性定律:“每个物体若非有外力影响使其改变状态,则该物体仍保持其原来静止的或等速直线运动的状态。”第二定律亦即运动定律:“运动的变化与所施的力成正比,并沿力的作用方向发生。”这两个定律都是伽利略已经发现或已经接触到的,牛顿则给以它们更加明确、更加概括的表述形式。第三定律是作用力与反作用力定律,这是牛顿首先明确提出的。有了这三个基本定律,经典力学关于运动的描述就完备化了。三大定律之后,还附有6个推论。有力的合成与分解原理,运动迭加以及相对性原理,还有重要的动量守恒原理等。

正文第一编的总标题是“论物体之运动”,下分14章。主要是研究在引力作用下物体运动的轨道与力的关系。重点之一是提出了微积分学要点,用以确定无限小量之比。重点之二是用极限方法、且运用无穷小量来解释了开普勒三定律的真正含义。例如,证明了引力的作用与开普勒面积定律的关系,推导出引力与距离平方成反比的关系。牛顿在这一编里,还提出了光学的力学本性,但却得出了一个错误的结论:“光在光密介质中的速度比在光疏介质中的速度大一些。”

第二编的总标题也是“论物体之运动”,但主要是讨论在有阻力介质中物体之运动。共分9章。首先讨论的是物体运动时受到与速度或速度平方成正比的阻力的情形,接着讨论流体静力学和动力学的一些定理与推测。最后一章研究了液体中的漩涡运动,指出漩涡运动不可能使行星遵循开普勒三定律,从而否定了笛卡尔对行星运动的以太漩涡假说。

第三编的标题是“论宇宙系统”,用力学的基本原理、基本定律来解说宇宙间的各种现象。最重要的部分是牛顿准确阐述了万有引力定律,并且运用这一定律成功地解释了行星及其卫星的运动、彗星的运动、潮汐现象和地球两极略扁的椭圆形问题。

牛顿在第三编里还郑重地提出了至今意义仍十分重大的“自然哲学之推理法则”。法则一:“除那些真实而已足够说明其现象者外,不必去寻求自然界事物的其他原因……因为自然界喜欢简单化,不爱用多余的原因夸耀自己。”法则二:“对于自然界中同一类结果,必须尽可能归之于同一种原因。”法则三:“物体的属性,凡既不能增强也不能减弱者,又为我们实验所能及的范围内的一切物体所具有者,就应视为所有物体的普遍属性。”法则四:“在实验哲学中,我们必须把那些从各种现象中运用一般归纳法而导出的命题看作是完全正确的,或者是非常接近于正确的;虽然可以想象出任何与之相反的假说,但是没有出现其他现象足以使之更为正确或者出现例外以前,仍然应当给以如此的对待。”

牛顿的法则一实质上就是简单性原则;法则二即是统一性原则。对于自然科学研究,简单性原则是合理又符合科技美学的,它始终是人们对科学理论进行评价的基本标准之一。统一性法则看到了自然界中的相似性与统一性,它有效地鼓舞和帮助人们去探求更多的自然规律。法则三与法则四也从方法论和认识论的角度对科学研究做出了正确的指导。法则三强调经验与理性相结合;法则四肯定归纳法的科学性又不认为“归纳万能”,从而避免了怀疑主义的不可知论,也避免了形而上学的机械唯实论。这两个法则实际上已暗含了相对真理与绝对真理的辩证关系以及真理的检验和发展的规律。

Ⅲ 自然哲学的数学原理解读

牛顿“原理”最后的三编也很有意思,标题是宇宙体系,另外一个版本就是非数学的一种通俗写法。这部分听上去是全都写天体运行,这总算跟天文学的关系更密切一些了,天文爱好者看起来应该会比较爽。牛顿在引言当中也指出,只要仔细阅读过本书,前面的定义与运动定律就可以直接跳过去阅读第三篇了。如果遇到某些因素的命题的时候,只要再回过头查阅前面的叙述就可以了。

这一部分有的没有把它分章节,而是罗列了太阳系行星和月亮运动的六种现象,对很多现象都做出了非常全面的解释,可以说是将当时天文学所面临的问题一网打尽,不仅对日心说做了理论上的重要的补充,也对开普的定律进行了必不可少的理论证明。所以从这一刻开始,天体力学算是诞生了。不仅如此,因为牛顿有了前人大量的观测数据,尤其是当时望远镜的发明,所以数据的精度可靠多了。他在书中提到了土星的远日点有前移现象,他认为行星层外面有彗星在远日点附近做缓慢的运行,而这种行为是影响到了外层行星远日点附近的运动。

简单的说,咱们是不是可以理解为土星外面还有行星或彗星在对它产生影响。所以有人就评价说,牛顿实际上已经预言了天王星的存在。所以原理这本书,从小处说那是提出了力学定律——万有引力定律、微积分等等。还对开普勒定律做出了完美的数学证明,如果说大了,完整的力学体系甚至可以说是人类有史以来最宏伟的物理体系。可以这么说,牛顿从力出发,提出了一系列派生出来的所谓的力的梦想、摩擦力、阻力、潮汐力等等。而运动形式的则包括了落体、滚动、摆动、流体、行星自转、公转轨道计算等等。

他试图用统一的语言去描述从地面到天上所有物体的运动现象和规律,因此有人甚至把牛顿称为上帝。然而牛顿却并未声称自己要构造一个体系,他在自己做的序当中写道,要致力于发展与哲学相关的数学式。那个时候对于自然的这种理解,这就是自然哲学他的一个目的。牛顿是尝试用数学的方法来描述表述自然哲学,所以它的题目就叫自然哲学的数学原理。他在书中除了用数学和几何的方式描述运动规律以外,还专门编写了四条哲学中的推理规则。

我个人认为这可以算得上是点睛之笔,好像很多人提牛顿的时候往往会忽视这几条。第一条,寻求自然事物的原因不得超出真实和足以解释其现象,意思就是要实事求是,不要添油加醋或者画蛇添足。第二条,对于相同的自然现象必须寻求相同的原因。第三条,物体的特性在试验所及范围内为所有物体所共有,应视为一切物体的普遍性质。意思就是如果是观测和实验反复验证的这种物体的属性,你必须接受他的这种普遍性。第四条,由现象所归纳出的命题应该视为完全正确,或者基本正确的,而不是随便的去想象那些有可能的,或者甚至是与之相反的种种假说,直到出现了其他可排除该命题正确性的那种现象,或者是让命题变得更加精确的现象,这就是基本的实验哲学。

Ⅳ 自然哲学数学原理看不懂

内容简介
《自然哲学的数学原理》的宗旨是从各种运动现象中探究自然力,再用这些力来解释自然现象。贯穿全书始终的核心内容,是三大运动定律和万有引力定律。全书共分五部分,第一部分是写在正文前面的一个长长的“说明”,对书中用到的一些概念,诸如力、天体、力学、运动、物质的量等给出了定义和必要的说明;第二部分是“公理或运动的定律”,详细介绍了物体运动的三大定律:惯性定律、力和运动关系的定律、作用和反作用的定律;第三部分为该书的第一卷,讨论了物体在无阻力的自由空间中的运动;第四部分为该书的第二卷,对比了不同物体在阻滞介质中的运动,得出阻力大小与物体速度的一次及二次方成正比的计算公式,还讨论了气体的弹性和可压缩性,以及声音在空气中的速度等问题;第五部分为该书的第三卷,它根据前四部分的论证,导出万有引力定律,并以大量的自然事实来说明万有引力的存在,这些自然事实包括月球运动的偏差、海洋潮汐的大小变化、岁差的长短不一等。[2]

Ⅳ 该如何读懂《自然哲学的数学原理》

抓住他的思路,顺着他的思路来读,也许能行。

灵活运用你自己所学到的知识去理解。

试着放下心理负担,不要想着这本书很难读,不要被自己催眠。

或者是你没心情?????

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你似乎有点急躁了。首先,你是下定决心去读懂它的,在这之前你没有接触过它,是吧?然后你开始读,发现它并非你想象的那么简单,接着你发现你不明白它的意思时,你感觉有点着急,因为你是要下定决心去读懂它的,可是你竟然读不懂,难道自己连自己下的决定都完成不了吗?再接着你在未平复心情的情况下又去读,这次你的心情可能会觉得非常憋屈,心浮气燥的,不能保持平静,所以你越来越丧失信心。“这本书我读不好的。”,你自己就给自己的大脑下了一个深层暗示,这也是你读不成的原因。现在最好的办法是,回归大自然吧,去找找大自然的感觉,清新的空气会适当的调节你的情绪。或者说做做运动,发泄发泄自己心里的憋屈,会好一些的。又或者,你可以找个朋友聊聊天,毕竟人类之间比较亲近。

以上仅属个人意见,若是还不行我教你一个最简单的办法:去跳水吧,游泳也可......

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