主题：牛顿定律到底说的是什么？（0） -- changshou

力或者能如果从观念史的角度来说都是从亚里士多德的这个传统中来。亚里士多德的《物理学》中使用的一个重要对子，潜能和现实（δναμι和νεργω，拉丁化dynamis和energeia），对应到罗马经院哲学传统中的翻译是potentia和actualitas。

就看看这些术语嬗变出来的现代西方词汇，觉不觉得很眼熟？

就亚里士多德的传统而言，他描述运动有好几个范式，这几个范式都相互之间有联系。

1）四因说——形式因、质料因、动力因、目的因

2）形式与质料——动力因、目的因、形式因三因都是形式因

3）潜能与实现——质料本身是尚未实现出来的东西，而形式才是真正具有现实的东西

此外还有另外一个重要术语ντελχεια（隐德莱希）指从潜能向现实在运动中持续变化的过程

如果利用亚里士多德的这个理论框架，其实力的本质是可以得到解释的——力本身是一种潜在的东西，同时也是隐德莱希，可以转化为现实。

其实牛顿物理学对力说了些什么呢？诸如相互作用这些根本是靠不住的说法。实际上牛顿物理学通过F=ma这个公式指出，牛顿把力解释成能够使物体产生加速度——以一种可能产生的实际效果来解释这个在一般自然认识缺乏反思的经验中产生的那些例如“推、挤”等现象。而这种处理另外一个方面的动机也在于西方自伽利略和笛卡儿这种传统已经把物首先确认为res extensa（具有广延的东西）。因此牛顿力学的这种处理首先就带着这种形而上学上的成见。对力利用加速度这种方式进行解释那么也就自然而然（加速度的量纲式为m/s*2，可见牛顿力学重视度量性质）。可是这种处理方式仍然没有逃离亚里士多德的魔掌！这种可能产生的效果本身是一个尚未实现的actualitas，而这个“可能”也就是一个potentia。

当然既然提到了亚里士多德，那么也不得不提一桩历史公案——即家喻户晓的两个铁球的美谈。不过余需要指出的是这个事情本身更多地是政治——托马斯主义已经取得全面胜利的当时，教会出于维护话语权的缘故所以捍卫作为托马斯学说理论支柱的亚里士多德的哲学体系。但是必须注意的是伽利略所做的是对某个具体的经验结论的推翻，而并没有走出亚里士多德所早已设定下的概念方式。实际上虽然大家可能无时不刻都没能意识到亚里士多德的魔咒，但是亚里士多德的魔咒就一直在不断骚扰着西方人，并且渗进了西方人最基本的话语方式之中！

前面有位兄弟说的犀利，近现代物理学体系实际上更多是一种描述运动等物理现象的一种方式，而非哲学上的钻牛角尖，其历史上多次采用了经验一般化的方法（如开普勒的研究）。所以有了20世纪例如弗雷格和胡塞尔等人仍然需要尝试给西方科学体系重新奠定基础，这也从侧面说明现代科学的基础是并不牢靠的。柏拉图亚里士多德这个传统第一次在西方历史上尝试一种系统性的科学，也包括了一种对物理现象的系统性的科学解释。而近现代物理学不具备这个志向，而是关注解释模型的符合与否，虽然它在概念方式上甚至深深接受了亚里士多德的哲学传统以至于认为一些根本性的形而上学问题已经不值得去解答了。一种系统而完整的科学必须首先回答什么是实体，而这首先就是要求做一个形而上学的澄清，并且一种充分奠基不糊弄群众的物理学其实要求这种奠基。实际上很多牛顿物理学学习者一开始产生的困惑就在于此！例如质量概念本质的追问（如果你接受一种素朴唯物论的话，那么你会倾向于一种把物质作为实体的形而上学理论）。

• 类似的事情亚里士多德老早就干过了

简单的说

1 这些是朴素的哲学。 主要特点是它们很大程度上源于人类日常体验加之一些自然的联想；只需要很少很初等的数学；较容易向普通人解释，比如你说的

2 牛顿力学的数学-物理框架 虽然不直接讨论哲学，但哲学爱好者可以声称 其某处某处和古希腊某位某位的某种某种哲学观念契合。数学-物理框架中的研究者，虽然可能没看过这些哲学，但在听人解释后可以有所认同。这过程中 哲学中的很多观念的不确切性 一方面提高了其生存适应能力，一方面使数学-物理学者即使在认同时也不得不有所保留。

3 牛顿力学和朴素哲学的契合 有利于向普通人传授牛顿力学。这反过来又加强了相关哲学观念的影响 并在此过程中改造了古希腊的哲学，形成了同样比较朴素（符合人类日常体验和一些自然的联想）但更加确切和数学化的“哲学”。比如机械唯物论和决定论。

但是

4 哲学分析和思考远不足以建立牛顿力学。

5 学习牛顿力学不需要先学哲学。当然哲学爱好者可以辩护说，这是因为相关哲学观念是如此朴素 以至于人们可以无意识的使用。

你同意我这些说法吗？

讲的恰恰不是“朴素”的哲学，而是牛顿物理学框架之中所隐含的哲学争论，都是sophisticated的思想家们所参与的争辩。

关于res extensa变成当下的“朴素”观念，其嬗变本身并不朴素。现代人当作理所当然的观念在古典时代并非理所当然的。现代人的朴素观念根本上来说都是那些在既往的哲学争论中取得优胜的哲学家科学家们所沉淀下来的思想而已。其本身拥有和哲学史科学史一样复杂的源流。

这种res extensa作为“物”或者实体的解释，本身并没有得到彻底意义上的奠基。但是在近代物理学中不加批判完全接受了它。

经典物理学有用，具备一定的解释力，可以为一些工程技术手段提供理论支持，但是并不表明它本身是一种奠基完备，符合系统科学理念的一种思想。因为工匠传统也能做到这些，或者反过来说现代科学体系中的很多部门已经转变为了工匠传统。

当然，就学习牛顿力学而言，哲学批判确实是会让初学者头昏脑涨。很多问题我也是后来通过自身的学习才领悟到其中的堂奥。这些对于初学者确实是勉为其难了。可是对于初学者来说，既然物理学作为科学，具有“真理”的品质，那么傻傻上当钻了牛角尖的有那么多人也就不足为奇了。

真理或者知识本质上要求体系，可是当近代物理学放弃了这个目标不加批判的接受了伽利略和笛卡尔的传统，那么它也就是和“真理”没有什么关系了。

最后，关于

牛顿传世的那本经典著作叫啥来着？

是不是叫做《自然哲学的数学原理》来着的？

您大概又是以今人来揣度古人吧？牛顿的时代没有当代那么繁复的社会分工，哲学家圈子和数学家物理学家圈子在那时就是同一个圈子。您要是认为牛顿的那些贡献不算“哲学贡献”，恐怕他老人家搞不好要从坟里跳出来与您争辩一番吧？

实际上当代科学体系中的大量重要分支及其理念都是一种哲学争论的成果。那个牛顿的竞争对手，提出了一个至今都是当代科学体系所力争达到的那个目标，所谓的Mathesis universalis？这算不算哲学讨论的成果？

外链出处

这种观念上的本质联系不是你所谓的某些“哲学爱好者”自己掏鼓的思想游戏而已。你可以去看看这个对势（也就是潜在）的定义，就是和力，功，能等概念联系在一起的。

你再反思一下在物理学中对重力势和电势差别很大的定义，但是为什么都用了同样的“势”这个词汇，这在根本上是由于这二者本来就是统一的，具有类比上统一性，可以归于亚里士多对潜能的解说。

数学中的场论为什么可以一般性地用来不仅用来描述力场也可以用来描述电场和磁场呢。这不是随便就可以做到的，背后大有来头。

为什么后来学术的发展中又有了拓扑学？难道度量性质对数理科学不是鼎鼎重要的嘛？为什么会产生了这种专门不研究度量性质的学科呢？

你耐着性子看，不也能看懂吗？

什么是力，质量，加速度，反作用力。

至于边缘名词就不用总结了，应用中用不到。

形状大小都是不考虑的，质点动力学和运动学不考虑滚动，斜面上的运动只有滑动。

只在讲述动量守恒定律比能量守恒定律的可应用范围更广泛时，提到万一碰撞可能使其中一个物体破裂时，因为破裂使一部分动能转换成内能，使能量守恒定律不容易被应用。这个显得有点突兀，但一般老师学生都没有注意到：这时候这个物体已经脱离了“质点”的范畴。纯粹的质点是不需要考虑破碎问题的。

该打他的屁股！

要这么讲，需要学生有一定的哲学基础，还需要对“相对论对于牛顿力学的改进”有最基本的了解，不然脑袋里肯定一统江湖。

首先，没有哲学基础，“绝对空间”、惯性系什么的，比“力是物体间的相互作用”更麻烦。这么做，就是为解决一个小问题而制造一个大问题，是科研的必由之路--走向自由王国，但不是教学的好办法。

其次，你这样教，等于先让学生们接受“牛顿力学从根本上是错误的”的思想--虽然是正确的思想，但对教学很不利：错误的东西还要叫我们学还拿来考我们？--“只是目前认为正确的理论--相对论和量子力学--在宏观物体的低速运动（我们日常所能经常接触到的绝大多数物理现象）状态的简单近似描述”这段话会被逆反心理正强的青春期男女们自动过滤的。至于正确的理论是什么，不知道！相对论和量子力学也是一个阶段性的进步。对于“追求真理”是过程而没有结果，大家能接受的有几个？如果接受度高，那共产主义理想就不会被大多数人抛弃了。人都是短视的，没办法。

你这样讲，你的学生的高考理综成绩多半会比其他老师的学生差一截，利益导向会让你改掉的--不合时宜啊。

拿到大学普通物理课上讲，可能比较现实--他们不需要高考了，同时有向研究进发的预期，能接受这种不断改进的过程。

教育不仅仅是灌输知识，还得切合学生心理。当下更有高考指挥棒要服从。

写给初中生极好的理解牛顿定律的背景材料。

但是如果按照这个学中学物理，很难过高考关的。

力的来源--被称为“第一推动力”--最后来源于上帝他老人家--牛顿的结论。没写进那本书是因为他得出结论是在书出版后很多年。