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　　牛顿做出经典力学体系的过程

　　作者：dir

　　牛顿在1686年完成的伟大著作《自然哲学的数学原理》标志经典力学体系的
建立。它的主要内容，包括万有引力定律，应该是在1680年以后做出的，并不是
通常宣传的在《原理》发表二十年前就做出的。没有理由如此重大的发现二十年
都不发表。（这二十年他主要精力是在神学和炼金术。）

　　真正原因是在1680年以前，牛顿有诸多错误的认识。（一）在1665-1666年
（所谓他的奇迹年），牛顿认为月亮绕地球转受到退离中心的力“离心力”，是
某种涡旋把月亮固定在其轨道上。他从圆周运动得到了该离心力是与距离平方成
反比的。所以即使那时有苹果砸到他头上，他也不可能把地面上重力和那个离心
力联到一起。这也就是说那时他不会有万有引力的概念。（这个错误也说明圆周
运动和直线运动的分析有质的区别，矢量不是平凡的概念。）（二）在1680年以
前，牛顿认为重力是不随距离而变化的。所以他算出月亮受到的离心力大小是其
重力的四千分之一，因为他算月亮受的重力（如果有的话）用了地面的重力加速
度。

　　罗伯特.胡克在1674年发表《试证地球运动》，定性上正确地理解了行星运
动，文中没有离心力的说法，提出轨道运动是物体在向心力作用下的结果。这里
近似万有引力的概念才出现。1679年胡克写信给牛顿，说了自己的思想，并进一
步推测引力和距离平方成反比，因为这可以理解开普勒的定理。这之后，牛顿迅
速接受了胡克所谈的观念，认识到“万有引力”。

　　然后，这方面研究的长期积累包括失败和挫折，使得牛顿的天才大爆发，经
过数年全神贯注的工作，澄清以前的概念思想，用缜密的逻辑，提出三大运动定
律、万有引力定律，证明了行星运动的椭圆轨道，等等。

　　参考文献：
　　理查德.韦斯特福尔，《牛顿传》（1999，中国对外翻译出版公司）

(XYS20160619)

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