影响世界的50部文学名著之——牛顿的《自然哲学的数学原理》 搜索相关:
《自然哲学的数学原理》是英国伟大的科学家艾萨克·牛顿的代表作。成书于1687年，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“公理或运动的定律专家系统”，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。
当时英国皇家学会要出版这部书，但是凑不出适当款子，而皇家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摩托车下乡信息管理系统版。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。
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、长城客户管理系统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科学学与科学技术管理年，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世纪里读者最大的《自然哲学的数学原理》标准版本。60PTCC IN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（Einst
ein）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。
关于牛顿
牛顿于1642年1月4日生于英格兰林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村。1661年入英国剑桥大学圣三一学院，1665年获文学士学位。随后两年在家乡躲避瘟疫，他在此间制定了一生大多数重要科学创造的蓝图。1667年牛顿回剑桥后当选为剑桥大学三一学院院委，次年获硕士学位。1669年任剑桥大学卢卡斯数学教授席位直到1701年。1696年任皇家造币厂监督，并移居伦敦。1703年任英国皇家学会会长。1706年受英国女王安娜封爵。在晚年，牛
顿潜心于自然哲学与神学。1727年3月20日，牛顿在伦敦病逝，享年84岁。
读《自然哲学的数学原理》
数学是物理学的语言，但是这是一个非常令人畏惧的语言。库珀在他的物理世界中，十分重视数字在人类认识过程中的作用。“tcl2966人们企图赋予数字许多神秘的性质，认为那些符号之间的关系，与现实世界中物体之间的关系是等同的，操纵了这些符号就能驾驭顽固的自然界。”
实际上中国文化对于数的依赖关系比任何西方文化都更为深重，相传伏羲演八卦，用现在的话来说就是用三个叠在一起的阴（––）阳（—）两个二进制符号来表示八个数。用这八个数来作为说明世界上万物变化的根源，以后又发展成易经。把两个卦号叠在一起，成了64个二进制的符号。用数字来描述原始人类对于自然界观察的结果，这大概就是人类文化发展的源头。在三千多年前老子就认为“道”具有“有”和“无”两种性质，得出“天下万物生于有，有生于无”；“道生一，一生二，二生三，三生万物”。这里“道”也可以表示对世界的认
识或规律，这一方面说明人类认识过程的发展道路是非常艰辛的，而且这种认识过程与对数字的认识是不可分离地联系在一起的。正如库珀所说，“然而他们认为自然现象从根本上通过一些简单到惊人地步的规律相互联系着，并且这些规律性可以用数字之间的关系来加以描述，就这点来说，他们无疑是正确的”。对于数字的敬畏确是一种自然而应该的事。如果没有对数字结构和演绎规则的不断发展，大概也不会有人类文明的发展，也就很难说得清楚人能比动物聪明多少。但是同样是数字，在西方学者把数字与驾驭数字的逻辑规律结合在一起，发现了几何学，发现了微积分，制造了各种机器，舰只和炮，来到古老中华国门的时候，我们的这64个数字还在预卜着皇朝的兴衰，官场的凶吉和个人的财运。现在大家都已经习惯：数字可以表示一切，只是需要一个能表示一切的正确的关于数字的逻辑结构。所以正确的逻辑结构才是决定一切的。
以前总以为只有数学才是研究数字的。现在所有的知识，或所有的学科都可以用数字来表示，所不同的只是关于这些数字的逻辑结构不同而已。按照百科全书，数学是研究数和形的科学，这里的形实际上就是关于数的逻辑结构。所以数学与逻辑已经越来越紧密的结合在一起了，它只求这些与数字相关的逻辑结构的自洽性，而不必与任何人类的直接实践活
动相联系。技术科学的数据来自实验测量或假设，而其演绎出来的逻辑结果更要受到实际的检验，所以它对于整个理论或逻辑结构的自洽性没有很严格的要求，当然每一步的逻辑演绎还需要服从公认的逻辑规则，但那些逻辑规则的通道不是完全贯通的，有些地方需要人为的经验把其连接起来，但是对其逻辑结果的严格的实践检验是它的最大优势。也就是说，它的理论不是严格的但终是最好的，当然这个最好不是永远的最好，而是当时的最好。那么物理学的特点是什么呢？物理学，特别是理论物理学不同于技术科学，它主要不是直接应用于生产技术，而是为技术科学提供正确的逻辑结构的；但是它又不同于数学，它所提供的逻辑结构不仅是本身的自洽性，更重要的是要经受实践的检验。但是现在理论物理学所缺少的正是这些，即既没有得到大量的人们的直接经验的检验，又没有像数学那样的自身逻辑的自洽性。这是二十世纪物理学留下的一个最主要的问题。
量子力学到现在还不是一个成熟的科学，因为直到现在还没有一个自洽的数理逻辑体系。有些人把这一点作为量子力学的特点和优点，“量子力学的主要问题是物理概念体系，而不是数学逻辑体系，……量子力学理论的另一个美妙之处还在于，这些新的观念用物理原理、概念和数学推理和定律来阐述，而不是用哲学语言来阐述。……”这虽只是从一本书上
摘下来的，但是它实际上代表了量子力学界多数人或者是部分人的看法。但是一个物理概念和数学逻辑体系对立起来的，不能用哲学语言来表述的科学无论如何不能算是一个成熟的科学。所以爱因斯坦说“量子力学令人赞叹。但一个内在声音在告诉我，这还不是真货，这个理论有很大的贡献，但并不使我们更接近上帝的奥秘。无论如何，我相信他不是在掷骰子”。爱因斯坦在批评量子力学的同时，他的相对论在数理逻辑上表现的是更大的混乱和矛盾，但是他把逻辑结构的选择，当作一种自由，只要逻辑结果合理和有用就可以了。所以相对论和量子理论都一样，它们是特殊时代所出现的理论。是为了打破19世纪以来物理学的僵化，所用的特种的手段。因为不可能等新的数理逻辑建立起来了再去打破旧的逻辑框架，或者说，在旧的逻辑框架打破以前，新的逻辑框架是不可能建立起来的。但是，现在离开爱因斯坦建立相对论的时间快有一个世纪了。这一个世纪的发展超过了过去十几个世纪。我们不能总是停留在满足打破僵化的牛顿物理框架，而长期容忍一个没有自洽逻辑结构，充满矛盾的物理世界。公元前后的亚里斯多德学派的代表人物像欧几里德，托勒玫都是科学上的最杰出的精英，但是到14世纪的亚里斯多德维护者就都是成了科学发展的绊脚石；17世纪前后与牛顿一起的经典物理学的创立者同样是科学的先驱，到19世纪坚持僵化牛顿框架的人同样无益于科学的发展。在前一世纪相交的时候，相对论和量子理
论是打破19世纪僵化的物理学框架的最重大的科学发展，到这个世纪相交的时候，重建自然哲学的数理逻辑体系就成了物理学的最基本任务，这就是我所理解的二十世纪物理学留给我们的最大的问题。而这一任务能否完成主要得依靠二十世纪飞速发展的技术实践给我们提供的大量的素材，而不是在当年为了打破19世纪僵化的物理学结构所建立的支离破碎的框架上寻出路。
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