《自然哲学的数学原理》中包括了哪些方法

牛顿认真详细地介绍了“运动之基本定理或定律”，即牛顿关于物体运动的三个定理、定律。

第一定律：每个物体如果没有外界影响使其改变状态，那么该物体仍保持其原来静止的或等速直线运动的状态。牛顿认为这是一个基本的普遍的自然界的事实，也是无可争辩的。由这条定律出发，外力是改变物体运动状态的原因，而不是维持原有状态的原因。例如炮弹会停止和下落，是因为空气的阻力和重力的影响，如果不存在这种外力，那么炮弹将保持它匀速运动的状态。

第二定律：运动的变化与所施加的力成正比，并沿力的作用方向发生。这其实就是今天我们所说的动量问题，动量等于物体的质量与速度的乘积，速度的变化就是加速度。对同一个物体而言，所施加的力与由此产生的加速度成正比。

第三定律：对于每一个作用力，总存在一个与之相等的反作用力和它对抗；或者说，两个物质彼此施加的相互作用力恒等，方向则恰恰相反。根据这个定律，牛顿指出，相互作用的两个物体不管表面上是否产生运动状态的变化，它们之间的作用力和反作用力都是成对出现或同时存在的。例如人用桨划船前进的运动中，船能前进，就在于人用桨划入水中时，对水有作用力，水产生了一个相等的反作用力，推动船的前进。第三定律同样也适用于圆周运动中的向心力和离心力。

牛顿自然哲学的数学原理

牛顿提出过关于力的学说,以重力为主,我们今天称之为引力,或万有引力,而潮汐力就是由重力所衍生出来的,以此也解释了潮汐现象.潮汐力是万有引力的效果,它源於在一个星体的直径上各点的引力场不相等.当引力源对物体产生力的作用时,由于物体上各点到引力源距离不等,所以受到引力大小不同,从而产生引力差,对物体产生撕扯效果,这种引力差就是潮汐力,这是因为这种潮汐力使得潮汐的发生.

自然科学的数学原理牛顿

是一本书。

1、《自然哲学的数学原理》是英国物理学家艾萨克·牛顿创作的物理学哲学著作，1687年首次出版。是科学史上最重要的论著之一。《自然哲学的数学原理》全书共有三编。第一编先是分别讲了惯性、动量、力的定义，然后陈述了牛顿运动定律。第二编讨论的是有阻力时的运动，是流体力学的开端。第三编将微积分定理以及两物体间因引力而起的运动、球体对质点的引力、三体运动等等都运用到自然现象上，讨论了行星、卫星和彗星的运行，以及海洋潮汐的产生等问题。

2、在科学的历史上，《自然哲学的数学原理》是经典力学的第一部经典著作，也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系，其影响遍布经典自然科学的所有领域，在其后的300年时间里一再取得丰硕成果。从科学研究内部来看，《自然哲学的数学原理》示范了一种现代科学理论体系的样板，包括理论体系结构、研究方法和研究态度、如何处理人与自然的关系等多个方面的内容。此外，《自然哲学的数学原理》及其作者与同时代著名人物的互动关系也是科学史研究和其他学术史研究中经久不息的话题。

《自然哲学的数学原理》有什么作用？

自然科学的数学原理牛顿介绍如下：

1686年7月5日出版的《自然哲学的数学原理》是牛顿最重要的科学著作，也是经典力学的第一部划时代著作。它给出了近代科学诞生以来第一个完整的宇宙论和科学理论体系。

《自然哲学的数学原理》是牛顿经过20年的思考、实验、大量的天文观测和无数次演算的结晶，它从最基本的定义和公理出发，是一种标准的公理化体系。在序言中，牛顿制定了一个用力学解释所有物理现象的纲领。

《自然哲学的数学原理》由一个序言和两大部分组成：第一部分包括定义、注释和运动的基本定理和定律，定义有质量、动量、外力等；在注释中，牛顿赋予了时间、空间、运动以绝对意义。第二部分共分三篇，第一篇运用前面确立的基本定律研究引力定律。

第二篇讨论物体在介质中的运动力。第三篇冠以总题目“论宇宙体系”，是牛顿力学在天文中的具体应用，其中讨论了海潮、岁差和宇宙系统等问题，同时给出了“哲学中的推理规则”。

该书出版后，震动了整个英国和欧洲学界。哈雷彗星的如期出现，岁差现象的合理解释，G值的测定，无可辩驳地验证了万有引力定律的正确性。

牛顿在《自然哲学的数学原理》中讨论的问题及其处理问题的方法，至今仍是大学数理专业中讲授的内容。其影响所及遍布自然科学的所有领域，无论从科学史还是从整个人类文明史上来看，迄今为止，还没有第二个重要的科学或其他学术理论取得如此之大的成就和影响。

《自然哲学中的数学原理》的大概内容

对自然哲学的系统探究，起源于古希腊时期的泰勒斯、毕达哥拉斯、芝诺、德谟克利特等人，并发展出伊奥尼亚派、毕达哥拉斯派、爱利亚派、元素派等诸多派系。自然哲学的核心研究对象是宇宙的生成。从智者学派开始，经苏格拉底、柏拉图和亚里士多德的发展，古希腊人从自然哲学的研究转向对人自身的哲学思考。自然哲学研究的第一个高峰宣告终结。但从科学角度而言，人们并没有放弃对宇宙生成的思索和探究。1687年，牛顿的《自然哲学的数学原理》诞生。这本书的内容就是我们今天初中生、高中生，以及物理专业的大学生在物理课上所学习的内容。但这本书并不叫《力学》。

在大多数人的潜意识当中，物理学家、化学家等科学家必然是唯物的。在这本书的正文中，没有任何关于“神”和“上帝”的字眼，因此由此书就认为牛顿是一个唯物主义的无神论科学家（尽管大多数人的确是这么认为的），那就大错特错了。牛顿是一个不折不扣的神学家。牛顿认为每一个哲学家的最崇高的职责是认识并证明上帝的存在和完美，自然界是上帝创造的，它只是上帝的神性的外在形式，它可以为人类所认识和想象，人类只能通过自然哲学去研究自然才能最终认识上帝。所以，牛顿是个哲学家和神学家，只不过他在用数学语言来阐述神学和哲学问题。

该书第一版发行后，由于在书中未提及“上帝”，结果招致贝克莱大主教的批评。贝克莱认为牛顿的绝对时空观排除了上帝存在的可能性。但事实上，牛顿一生在物理学和数学上投入的时间并不多，他的大部分精力都用于天文学、炼金术、圣经考古学和圣经年代学以及神学的研究，其研究目的就是为了服务于他心目中的上帝。在该书的第二版中，牛顿写下了一段著名的“总释”，集中表述了牛顿对于宇宙间万事万物的运动的根本原因——万有引力以及我们的宇宙为什么是一个这样的优美的体系的总原因的看法，集中表达了他对于上帝的存在和本质的见解。

《自然哲学的数学原理》是第一次科学革命的集大成之作，被认为是古往今来最伟大的科学著作，它在物理学、数学、天文学和哲学等领域产生了巨大影响。在写作方式上，牛顿遵循古希腊的公理化模式，从定义、定律（公理）出发，导出命题；对具体的问题（如月球的运动），他把从理论导出的结果和观察结果相比较。全书共分五部分，首先“定义”，这一部分给出了物质的量、时间、空间、向心力等的定义。第二部分是“公理或运动的定律”，包括著名的运动三定律。接下来的内容分为三卷。前两卷的标题一样，都是“论物体的运动”。第一卷研究在无阻力的自由空间中物体的运动，许多命题涉及已知力解定受力物体的运动状态（轨道、速度、运动时间等），以及由物体的运动状态确定所受的力。第二卷研究在阻力给定的情况下物体的运动、流体力学以及波动理论。压卷之作的第三卷是标题是“论宇宙的系统”。由第一卷的结果及天文观测牛顿导出了万有引力定律，并由此研究地球的形状，解释海洋的潮汐，探究月球的运动，确定彗星的轨道。本卷中的“研究哲学的规则”及“总释”对哲学和神学影响很大。 《自然哲学的数学原理》无论从科学史还是整个人类文明史来看，牛顿的《自然哲学的数学原理》都是一部划时代的巨著。在科学的历史上，《自然哲学的数学原理》是经典力学的第一部经典著作，也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系，其影响所及遍布经典自然科学的所有领域，在其后的300年时间里一再取得丰硕成果。从科学研究内部来看，《自然哲学的数学原理》示范了一种现代科学理论体系的样板，包括理论体系结构、研究方法和研究态度、如何处理人与自然的关系等多个方面的内容。此外，《自然哲学的数学原理》及其作者与同时代著名人物的互动关系也是科学史研究和其它学术史研究中经久不息的话题。 当时英国学会要出版这部书，但是凑不出适当款子，而学会的干事胡克则声称万有引力的平方反比定律是他首先发现的，爱德蒙·哈雷出于气愤，提议牛顿写了这本书，并由他自费出版了牛顿的书，于1687年7月《自然哲学的数学原理》拉丁文版问世。1713年出第2版，1725年出第3版。1729年由莫特将其译成英文付印，就是现在所见流行的英文本。各版均由牛顿本人作了增订，并加序言。後世有多种文字的译本，中译本出版于1931年。该书的宗旨在于从各种运动现象探究自然力，再用这些力说明各种自然现象。 全书共分四个部分。开头和第一篇介绍了力学的基本运动三定律与基本的力学量；其中质量的概念是由牛顿首先提出及定义的，但牛顿当时称其为“物质的量”，这一名称後来被另一个物理量使用。第二篇中，讨论了物体在阻尼介质中的运动，提出阻力大小与物体速度的一次及二次方成正比的公式。还研究了气体的弹性和可压缩性，以及空气中的声速等问题，这为牛顿提供了一个展示他数学技巧的舞台。第三篇题目为宇宙体系，讨论了太阳系的行星、行星的卫星和彗星的运行，以及海洋潮汐的产生，涉及到多体问题中的摄动。 牛顿并没有声称自己要构造一个体系。牛顿在《自然哲学之数学原理》第一版的序言一开始就指出，他要「致力于发展与哲学相关的数学」，这本书是几何学与力学的结合，是一种「理性的力学」，一种「精确地提出问题并加以演示的科学，旨在研究某种力所产生的运动，以及某种运动所需要的力。他的任务是“由动现象去研究自然力，再由这些力去推演其它的运动现象”。 然而牛顿实际上是构造了一个人类有史以来最为宏伟的体系，他所说的力，主要是重力，我们今天称之为引力，或万有引力，以及由重力所衍生出来的摩擦力、阻力和海洋的潮汐力等，而运动则包括落体、抛体、球体滚动、单摆与复摆、流体、行星自转与公转、回归点、轨道章动等，简而言之，包括当时已知的一切运动形式和现象。也就是说，牛顿是要用统一的力学原因去解释从地面物体到天体的所有运动和现象。 在结构上，《自然哲学之数学原理》是一种标准的公理化体系，它从最基本的定义和公理出发，「在第一编和第二编中推导出若干普适命题」，其中第一编题为“物体的运动”为全书的讨论做了数学工具上的准备，把各种运动形式加以分类，详细考察每一种运动形式与力的关系；第二编讨论“物体（在阻滞介质中）的运动”，近一步考察了各种形式阻力对运动的影响，讨论地面上各种实际存在的力与运动的情况。在第三编中“示范了把它们应用于宇宙体系，用前两编中数学证明的命题由天文现象推演出使物体倾向于太阳和行星的重力，再运用其他的数学命题由这些力推算出行星、彗星、月球和海洋的运动”。在全书的最后牛顿写下了一段著名的「总释」，集中表述了牛顿对于宇宙间万事万物的根本原因——万有引力以及我们的宇宙为什是一个这样的优美的体系的总原因的看法，集中表达了他对于上帝的存在和本质的见解. 在写作手法上，牛顿是个神情十分专注的人，他在搭建自己的体系时，虽然仿照欧几里德（Euclid）的《几何原本》，但他从没有忘记自己的使命是解释自然现象，没有把自己迷失在纯粹形式化的推理中。他是极为出色的数学家，在数学上有一系列一流的发明，但他严格地把数学当做工具，只是在有需要时才带领读者稍微作一点数学上的远足。另一方面，牛顿也丝毫没有沈醉于纯粹的哲学思辩，在《自然哲学之数学原理》中所有的命题都来自于现实世界，或是数学的，或是天文学的，或是物理学的，即牛顿所理解的自然哲学的。《自然哲学之数学原理》中全部的论述都以命题形式给出，每一个命题都给出证明或求解，所有的求证求解都是完全数学化的，必要时附加推论，而每一个推论又都有证明或求解。只是在牛顿认为某个问题在哲学上有特殊意义时，他才加上一个附注，对问题加以解释或进一步推广。 全书贯穿了牛顿和莱布尼兹分别独立发明的数学方法——微积分，不过牛顿称其为“流数”，这是牛顿的成就之一。它在科学史上占有非常重要的地位，因它标志著经典力学体系的建立。 牛顿在世时共发表了三个版本的《自然哲学的数学原理》，分别在1687年、1713年及1726年发表，都是拉丁文版本。牛顿去世后的第一个英文译本是由第三版翻译而来，出版于1729年，译者是莫特（Andrew Motte）。在1802年，又出现了根据《自然哲学的数学原理》第一版翻译的英文译本。1930年，美国学者、科学史家卡约里（Florian Caiofi）在莫特的英译本基础上用现代英文校订出版，成为20世纪里读者群最大的《自然哲学的数学原理》标准版本。60年代初，美国科学史家科恩（Cohen）和法国科学史家科瓦雷（A1exander Koyré）合作，根据比莫特译本更早的《自然哲学的数学原理》第一版的英译本，也推出了《自然哲学的数学原理》的现代英文版。 在科学史上，《自然哲学的数学原理》是经典力学的第一部经典著作，划时代的巨著，也是人类掌握的第一个完整的科学的宇宙论和科学理论体系，其影响所及，遍布经典自然科学的所有领域，并在其后300年里一再取得丰硕成果。 就人类文明史而言，它成就了英国工业革命，在法国诱发了启蒙运动和大革命，在社会生产力和基本社会制度两方面都有直接而丰富的成果。迄今为止，还没有第二个重要的科学和学术理论，取得过如此之大的成就. 《自然哲学的数学原理》达到的理论高度是前所未有的，其后也不多见。爱因斯坦（Einstein）说过：「至今还没有可能用一个同样无所不包的统一概念，来代替牛顿的关于宇宙的统一概念。而要是没有牛顿的明晰的体系，我们到现在为止所取得的收获就会成为不可能。」实际上，牛顿在《自然哲学的数学原理》中讨论的问题及其处理问题的方法，至今仍是大学数理专业中教授的内容，而其它专业的学生学到的关于物理学、数学和天文学的知识，无论在深度和广度上都没有达到《自然哲学的数学原理》的境界。 凡此种种，都决定了《自然哲学的数学原理》这部著作的永恒价值。

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