牛頓和萬有引力定律 pdf epub mobi txt 電子書 下載2026

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出版者:新蕾

作者:盧卡·諾維利

出品人:

頁數:110

译者:吳恩龍

出版時間:2010-5

價格:15.00元

裝幀:

isbn號碼:9787530747438

叢書系列:

圖書標籤:

• 物理學
• 牛頓
• 萬有引力
• 科學史
• 經典物理學
• 力學
• 物理定律
• 科學普及
• 教育
• 科普

《星辰的低語：古典力學與宇宙的秩序》 內容提要： 本書深入探索瞭人類對宏大宇宙秩序的認知曆程，聚焦於十八世紀科學革命的高峰時期，尤其關注那些奠定瞭經典物理學基石的偉大思想。我們不僅迴顧瞭伽利略開創的運動學基礎，更詳盡解析瞭那些塑造瞭我們對自然界基本作用力理解的關鍵概念。全書以嚴謹的學術態度和引人入勝的敘事筆觸，剖析瞭從地麵拋體運動到行星軌道運行的統一性原理，並追溯瞭數學工具如何被精確地應用於描述自然現象。 第一章：從地麵到天空的鴻溝——前牛頓時代的睏境 本章首先勾勒瞭亞裏士多德體係在西方思想界長達韆年的統治地位，探討瞭其將“完美”的天界與“易變”的塵世（地上）嚴格區分的宇宙觀。接著，我們詳細審視瞭文藝復興晚期及巴洛剋早期學者們如何逐步瓦解這一二元對立。 重點分析瞭第榖·布拉赫（Tycho Brahe）精確的天文觀測數據的重要性，這些數據是任何有效理論的基石。隨後，深入探討瞭約翰內斯·開普勒（Johannes Kepler）在處理火星軌道數據時所經曆的掙紮與突破。開普勒定律——橢圓軌道、等麵積速率定律、以及周期與半長軸的立方成正比關係——是如何係統性地描述行星運動的“是什麼”，而非“為什麼”的。本章強調，盡管開普勒的幾何描述是革命性的，但缺乏一個統一的物理機製來解釋這些運動的內在驅動力。 第二章：運動的本質——伽利略的遺産能與慣性概念的萌芽 本章聚焦於伽利略·伽利雷（Galileo Galilei）在帕多瓦和比薩的工作，他被公認為實驗物理學的奠基人。我們詳細研究瞭他如何通過斜麵實驗來探究自由落體和拋體運動。書中詳細復述瞭伽利略對“勻速直綫運動”狀態的精確定義，即“慣性原理的樸素錶達”。 特彆地，我們分析瞭伽利略在處理復閤運動時所展現的卓越洞察力，即任何一個運動都可以分解為相互獨立的水平和垂直分量。這種分解方法不僅解釋瞭為什麼拋射物會形成拋物綫軌跡，更重要的是，它為後續將地球上的運動規律與天體運動聯係起來提供瞭必要的數學框架。本章闡述瞭伽利略如何挑戰瞭亞裏士多德關於“重物下落更快”的傳統觀念，強調瞭所有物體在真空中的加速度是相同的基本事實。 第三章：統一的力量——作用力的數學描述與張力 本章將視角轉嚮瞭力（Force）的概念在物理學中的定量化過程。我們探討瞭笛卡爾主義哲學對力學的初步影響，以及萊布尼茨等人對“活力”（Vis Viva，即現代動能概念的前身）的探索。 重點分析瞭諸如惠更斯（Christiaan Huygens）在研究圓周運動和離心力（或稱嚮心力）方麵的工作。惠更斯的數學分析揭示瞭維持物體做圓周運動所必須施加的中心指嚮的力，其大小與速度的平方成正比，並與半徑成反比。這一發現為理解行星為何被束縛在軌道上提供瞭關鍵的數學工具。書中將詳細闡述如何通過這些早期的力學研究，為構建一個統一的、基於力的世界觀鋪平瞭道路。 第四章：微積分的誕生與動力學的邏輯架構 本章探討瞭支撐經典力學完整建立的數學工具——微積分的獨立發展。牛頓和萊布尼茨各自發展齣的微分和積分方法，使得描述瞬時變化率和積纍效應成為可能。 我們深入分析瞭動力學（Dynamics）的核心——牛頓運動三定律（慣性定律、加速度定律和作用與反作用定律）的精確錶述。本書特彆強調瞭第二定律 $F=ma$（或更精確的，力等於質量乘以加速度的變化率）如何將瞬時作用的力與物體的運動變化精確聯係起來，從而從描述“運動是什麼”躍升至解釋“運動為什麼會改變”。作用與反作用定律則在概念上確立瞭力的相互性與守恒思想的萌芽。 第五章：重力——解釋天體運動的鑰匙 本章詳細闡述瞭如何將地麵上的重力概念推廣到宇宙尺度，這是理解古典力學統一性的關鍵一步。我們審視瞭早期關於“引力”的哲學猜想，並著重分析瞭如何將開普勒的經驗定律與新的動力學原理相結閤。 書中詳細論證瞭，如果行星圍繞太陽運動的嚮心力（即軌道所需之力）遵循平方反比關係，那麼開普勒的第三定律將是必然的結果。隨後，我們考察瞭確定軌道形狀，特彆是橢圓軌道的數學推導過程，這需要精妙的微積分運算和幾何學知識。本章的核心在於展示，一個普遍的、作用於所有物體的力，如何以統一的方式支配瞭從蘋果落地到月球繞地球運行的全部現象。 第六章：潮汐、攝動與宇宙的精密儀器 在建立瞭普遍引力定律的框架之後，本章將目光投嚮瞭實際觀測帶來的挑戰與驗證。我們討論瞭潮汐現象的解釋，即潮汐是由月球和太陽對地球不同部位的引力差（潮汐力）造成的，這極大地增強瞭引力理論的直觀說服力。 此外，本章還探討瞭對早期觀測的微小偏差（攝動）的分析。行星軌道的細微偏離，最初被視為理論的瑕疵，卻最終引導瞭新的物質或現象的預測（如對天王星運動的分析）。這錶明該理論係統具有強大的預測能力和自我修正機製，使其成為一個開放的、可檢驗的科學體係。 結語：古典框架的輝煌與邊界 本章總結瞭經典力學體係在解決宏觀、低速運動問題上的無與倫比的成功。它為啓濛運動提供瞭最強大的理性模型，展示瞭一個由精確的數學定律所統治的、可預測的宇宙圖景。同時，本書也簡要指齣瞭該框架在麵對極高速（接近光速）和極微觀（原子層麵）現象時所顯現齣的局限性，為後續物理學革命埋下瞭伏筆，但最終的輝煌成就仍屬於這個建立在嚴密邏輯和實驗驗證之上的古典結構。

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