牛顿与他的三定律

       牛顿在《自然哲学的数学原理》里发表了他的三定律：惯性定律、加速度定律、作用与反作用力定律，并对这些定律能支配普通物体和天体的运动做了示范，这在科学史上是一个激动人心的时刻。因为在此之前，像行星之类的物体运动是个谜，但在牛顿之后，一切都了如指掌了。

        1、牛顿第一定律

        长期以来，人类研究物体运动规律都依据生活经验：要使一个物体运动，必须推它或者拉它。因此，亚里士多德得出结论：必须有力作用在物体上，物体才能运动；没有力作用，物体就要静止在一个地方。这个错误的结论维持了近两千年，直到三百多年前，大神伽利略设计了斜面小球实验，并用想象力告诉世人：具有某一速度的物体若不受外力，将以这一速度匀速直线运动下去。同一时代的法国科学家笛卡尔对伽利略的这一观点进行了加持。

        伽利略和笛卡尔的正确结论在隔了一代人以后，由牛顿总结成为动力学的一条基本定律：一切物体总保持静止状态或匀速直线运动状态，除外作用在它上面的力迫使它改变这种状态。这也就是我们熟知的惯性定律。

        质量是惯性的唯一度量。我们推一个轻的物体，它很容易运动；同样的力气推另一个很重的物体，它的运动就会慢得多。这里的轻、重，我们应当理解为质量较小、质量较大。

        2、牛顿第二定律（简称牛二）

        物体不受力将保持原状态。牛顿提供了一种具体方法，告诉我们受力后物体运动状态如何变化。牛顿先定义了动量：动量是运动的度量，可由速度与质量的乘积求出。动量对时间的变化率正比于力，数学上的陈述：F==m。隐含的假设是质量不随时间变化，即质量是常数。

        ①这条定律包含的内容不仅有速度在数值上的变化，还有在方向上的变化。也就是说速度的变化率，即加速度，有着比我们日常用语更广泛的含义：运动物体的速度既可以通过加快或减慢（减慢是以负的加速度运动）来变化，也可以通过改变它的运动方向来变化。

        ②牛二在动力学中如何起作用呢？因为有力，会产生加速度，速度改变，从而位置改变。在新的位置有新的力产生加新的加速度，如此往复。取时间间隔无限小，速度、位置将连续变化。

        ③牛二通过质量与加速度定义了力。但什么是力？牛顿没有探索，仅给出一个示例：万有引力。

        3、牛顿第三定律

        第三定律在某种程度上描述了力，它指出：作用等于反作用。比如两个粒子，第一个粒子对第二个施加一个力，那么第二粒子会以等大反向的力推第一个粒子；而且这些力在一条直线上。

       牛顿将纷繁复杂的世界浓缩为三定律，后人在三定律的基础上逐步发展并形成经典力学体系。经典力学正确地反映了弱引力情况下、低速宏观物体运动的客观规律，使人类对物质运动的认识大大地向前跨进了一步。