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    牛顿力学所蕴含的价值观
    作者:林德宏    文章来源:见正文    点击数:    更新时间:2010-5-31

    (原载 《科学技术与辩证法》,第23卷,第6期,200612

    摘 要:牛顿力学认为外力是克服物体惯性的动力,力的概念来源于人的体力。牛顿力学推崇力的作用,实际上是推崇人力的作用,这是蕴含在牛顿力学中的价值观。牛顿力学的广泛应用,就自然形成人是自然征服者的观念。这种观念最初在英国形成和实现。

    关键词:牛顿力学;价值观;人;自然

    自然科学理论作为一种系统知识与社会文化,一般都蕴含着一定的价值观。那么,牛顿力学所蕴含的是一种什么样的价值观呢?

    牛顿的《自然哲学的数学原理》出版于1687年,蒸汽机率先在英国用于棉纺工业是1786年,相隔一个世纪。牛顿力学、瓦特蒸汽机和世界上第一次产业革命都发生在英国,这绝非巧合。这段历史表明,牛顿力学蕴涵着一种人对自然的观念自然是被动的,人是主动的,人应当成为自然界的统治者;而这种观念首先在英国得到了实践。

    一 力的价值:克服惯性

    牛顿力学的精髓是:惯性是物体的根本属性,惟有外力才能克服物体的惯性。牛顿力学是推崇外力的科学。

    惯性与力是牛顿力学的两个最基本的概念,而惯性是牛顿力学的逻辑出发点。牛顿把惯性定义为抵抗外界作用、维持原有状态的力。他说:惯性是物质固有的力,是每个物体按其一定的量而存在于其中的一种抵抗能力,在这种力的作下物体保持其原来的静止状态或者在一直线上等速运动的状态。 [1]惯性是每个物体都具有的内在的本质属性,它的功能是抵抗外界的作用,维持原有的静止和匀速直线运动状态。这种状态可理解为物体固有的状态,物体自身不可能改变这种状态。这种力总是同具有这种力的物质的量成正比的。它和物质的惰性没有什么差异,只是说法上不同而已。一个物体,由于其物质的惰性,要改变它的静止或运动状态就极其不易。因此,这种固有的力可以用一个最确切的名称惯性惰性力来称它。 [2]这种物质内在的力并不是实在的力,这儿的是个借用的概念。

    惯性表明,物体的本性是保守的惰性,它自身没有变革的能力,而且所有的物体皆是如此。那么,使某个物体改变原有状态的动因就只能到这个物体之外去寻找。这个动因便是外加力。外加力是一种为了改变一个物体的静止或等速直线运动状态而加于其上的作用力。这种力只存在于作用的过程中,当作用过去以后,它就不再留在物体之中。因为物体只需用它的惯性来保持它所得到的每一个新的状态。 [3]外力是物体发生变化的原因,这种力不可能一直保留在被作用的物体的内部,即不可能转变为物体自身固有的力。外力只能克服而不能改变、消除物体的惰性。外加力充分体现了作为改变状态原因的力的概念的本质,所以牛顿力学中通常所说的力,指的就是外加力。

    有了惯性和力的概念,就很自然地得出牛顿力学第一定律。牛顿说:每个物体继续保持其静止或沿一直线作等速运动的状态,除非有力加于其上迫使它改变这种状态。 [4]当物体受到外力作用时,物体就会抵抗外力以维持原有的状态。外力只有克服这种抵抗,才能迫使物体改变状态。可见物体状态的改变是违背它的本性的。

    牛顿力学第二定律指出外力克服了惯性以后所产生的效果,并作出定量的描述。运动的改变和所加的动力成正比,并且发生在所加的力的那个直线方向上。 [5]牛顿在《论物体的运动》手稿中说运动的量是由速度乘以运动物体得出来的,和加速力的量是由加速的力乘以同一物体得出来的。 [6]加速力的量指力,加速的力指加速度,物体指质量。力是物体产生加速度的原因,这个加速度同力成正比,同质量惯性成反比,即F=ma

    牛顿在1668年的手稿中写道:惯性是确保物体的状态不易被一个外力所改变的物体的内力。 [7]牛顿在这里并未对物体的状态作出限定,别人就会对此作出宽泛的理解,认为物体在各方面都是保守的。这样,人们就可以把牛顿定律推广到自然界的各个方面,认为外力是迫使自然改变状态的原因。那这种外力在哪儿呢?

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