总之《自然哲学数学原理》第一次显示了科学理论所具有的知识飞跃和能动作用，它为后来的物理研究开拓了一条传统思路，奠定了经典力学的基础，促进了物理学向前发展。 四、牛顿的成功之路
1.站在巨人的肩上，勤奋学习，积累知识
数 学---〉 欧几里德——笛卡尔——莱布尼兹 力 学---〉 达.芬奇——伽里略——惠更斯 天文学---〉 哥白尼——第谷——开普勒 引力思想---〉吉尔伯特——布里阿德——玻列利 2.讲求科学研究方法 1)分析综合法
牛顿在“光学”一书中曾说：从结果到原因，从特殊原因到普遍原因，一直论证到最普遍的原因为止，这就是分析的方法;而综合的方法则假定原因已经找到，并已把他们立为原理，再用这些原理去解释由他们发生的现象。 2)归纳与演绎相结合
3)追求简单、明白的公理体系
牛顿根据月球受地球吸引的现象，归纳出一切天体相互吸引的关系，进而得出了引力定律，再演绎出宇宙万物间相互吸引的因果关系。
牛顿在原理中写道：“自然界喜欢简单化，而不爱用什么多余的原因以夸耀自己。”所以他努力寻找支配自然界的尽可能简单的原理，总结其规律。 4)数学物理方法:原理是数学与物理的完美结晶
大自然追求的是一本用数学语言所写的巨著，他追求的是一个精确的，完完本本用数学表示的定律。 ——牛顿 5)实验----抽象方法
万有引力定律既有观测实验的基础，同时也是科学抽象的产物。
11
3.热爱科学，追求真理
人们问:“你是怎么发现万有引力的?” 牛顿说:“By thinking on it continually.”
牛顿终身没娶。1727年，牛顿遗言:“我不知道世人对我是怎样的看法，但是在我看来，我不过象一个在海边玩耍的孩子，为时而发现一块美丽的石子而高兴，但那浩瀚的真理的海洋，却还在我的面前未曾发现呢。” 五、牛顿的局限 1)绝对时空观
牛顿说：“绝对的数学的时间与外界无关地流逝着??。”认为时间与空间无关，时空与运动无关，是绝对的物理量。
2)当一些问题牛顿解释不了时，它就只好用上帝的万能来解释，为此牛顿花费了后半生的心血，这正是牛顿的悲剧。
六、16世纪后，中国科技发展迟滞
西方：恩格斯说:“这是一次人类从来没有经历的最伟大的进步的变革，是一个需要巨人而且产生了巨人——的时代。”
中国：由于封建统治，闭关锁国，教育僵化，科技发展迟滞。
光绪时康有为的公车上书痛心疾首地指出：“姚燮
谓：‘我之所为，彼皆知之，彼之所为，我独不闻，安得不为所制乎！’学塾经费少于兵饷数十倍，士人能通古今达中外者，郡县乃或无人焉。”也说明了这一问题。
第四节 力学的逐步发展
一、实验研究的开展 1.对万有引力常数的测定
英国的物理学家卡文迪许等测定了万有引力常数。因他们在实验中采用了扭秤，全部仪器被放在用火漆密闭的密室中，因而被誉为“弦丝挂，火漆封”派。 2.地球运动的实验研究
12
二、独立应用学科的出现 1.流体力学的发展
由于牛顿等建立了微积分的方法，数学工具得到加强，使力学的研究领域加强了。为了研究弹道和减少轮船的航行阻力，在伯努利、欧勒等人的努力下，流体力学得到了发展。 2.分析力学的发展
在牛顿以后，矢量力学发展起来，但生产中涌现出的多质点、多约束的复杂情况，使其遇到一定困难。
1747年，法国的莫培督发表了“最小作用量原理”。1788年，拉格朗日进一步论证力学可以整个建立在最小作用量原理的基础上，分析力学与矢量力学平行发展起来，并成为推动理论物理和相对论发展的基本工具。 3.天体力学的进展
拉普拉斯发表了“天体力学”。 三、力学概念的争论与不断完善
牛顿定律出台以后，经典力学形成比较牢固的理论，经历过18世纪至19世纪的无数争论，这些争论又进一步促进了人们对力学理论的不断探索、修改，比如关于对牛顿绝对时空观的争论导致了相对论的出现。力学理论从而得到进一步丰富和完善。
第三章 经典光学的形成
第一节 光学的历史概述
一、早期光学
1.古代光学:基本上停留在几何光学的研究和总结上。 公元前5世纪《墨经》、北宋时期沈括的《梦溪笔谈》都有记载。
古希腊欧几里德(Euclid，约公元前330-275） 研究光的反射。
托勒密 (C.Ptolemaeus,希，约公元100-170) 研究光的折射。
13
2.中世纪: 阿勒哈增（965-1038）(阿拉伯人)著《光学》。 二、折射定律的建立
荷兰人斯涅耳最早提出折射定律，由法国数学家费马（1601-1665）提出费马原理，予以确定，使几何光学理论很快发展。 三、光学仪器的研制
1、1299年，发明了眼镜，意大利人阿玛蒂制造了眼镜。
2、1608年，荷兰人李普塞制成第一台望远镜，伽利略改进成放大32倍的望远镜。
3、几乎与望远镜同时，荷兰人发现制造了显微镜。 四、牛顿对光的色散的研究
1666-1704年间，牛顿用色散原理解释了天界神秘而瑰丽的彩虹。
第二节 光的波动说和微粒说的论争
一、光的微粒说
1704年，牛顿：“光是一种细微的大小不同的而又迅速运动的粒子。” 二、光的波动学说
1. 代表人物:惠更斯·胡克：“光必然是一种振动。”
2. 波动说的困境:由于当时没发现光的干涉、衍射等波
动现象，使光的波动说难以自圆其说。 3. 19世纪光的波动说的两个英雄 1)托马斯·杨（1773-1829）
两岁认字，四岁能读圣经，23岁获医学学位。 牛顿反对波动说，光的微粒说在百年中占了上风，波动说几乎销声匿迹。
面对牛顿如日中天的气势，杨以不唯名的勇敢精神说：“尽管我仰慕牛顿的大名，但我并因此非得认为他是百无一
14
失的。我遗憾地看到他也会弄错，而他的权威也许有时甚至阻碍了科学的进步。” 设计了杨氏双缝实验，证明了光的衍射现象。
2)菲涅耳（1788-1827）：法国工程师。完善了惠更斯理论，提出了子波相干的思想。
1818年法国科学院悬赏征文中一举成名。
菲涅耳的理论——泊松的计算——阿拉果的实验找到了有利于波动说的泊松亮点。
这样光的波动说赢得了第一回合的胜利。 三、光应具有波粒二相性:
光的波动说无法解释光电效应，但粒子说可以解释。它的思想是爱因斯坦光量子理论的起源。
第三节 光谱的研究
一、巴尔末发现氢光谱规律
1.背景:杨的干涉实验提供了测定波长的方法。
1814——>夫琅禾费对太阳光谱也进行了细心的检验。 1859——>基尔霍夫在研究碱金属光谱发现了铯和铷。 1868——>埃格斯特朗首先找到氢光谱的谱系。 2.瑞士科学家巴尔末（1825-1898）的贡献 如何从浩繁的光谱资料中找出其中的规律?
巴尔末，瑞士的一位中学数学教师，在哈根拜希教授的指点下将氢光谱的规律总结出来，于1884年6月25日正式发表:
n2??B2，n＝3，4，5，??
n?4 次年发表了论文。
15