牛頓自然哲學(xué)著作選

內(nèi)容概要

本書為“世紀(jì)文庫”叢書中的一種。本書收集了英國大科學(xué)家伊薩克·牛頓有關(guān)自然哲學(xué)的十篇論著。牛頓是人類科學(xué)史上的巨人，他的三大力學(xué)定律為物理學(xué)奠定基礎(chǔ)。本書十多篇論文分為五個部分，全面闡述了牛頓關(guān)于自然，關(guān)于運動，關(guān)于上帝和世界，關(guān)于宇宙等自然哲學(xué)的觀點。本書可作為自然哲史上的經(jīng)典之作。

作者簡介

　　牛頓（Isaac Newton， 1642-1727），英國物理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家，生于林肯郡。 在天文學(xué)方面，1672年牛頓創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡；他還解釋了潮汐的現(xiàn)象，指出潮汐的大小不但同朔望月有關(guān)，而且與太陽的引力也有關(guān)系；另外，牛頓從理論上推測出地球不是球體，而是兩極稍扁、赤道略鼓，并由此說明了歲差現(xiàn)象等。在物理學(xué)上，牛頓基于伽利略、開普勒等人的工作，建立了三條運動基本定律和萬有引力定律，并建立了經(jīng)典力學(xué)的理論體系。在數(shù)學(xué)上，牛頓創(chuàng)立了"牛頓二項式定理"，并和萊布尼茲幾乎同時創(chuàng)立了微積分學(xué)。在光學(xué)方面，牛頓發(fā)現(xiàn)白色日光由不同顏色的光構(gòu)成，并制成"牛頓色盤"；關(guān)于光的本性，牛頓創(chuàng)立了光的"微粒說"。 在牛頓的著作《自然科學(xué)原理》中，他用數(shù)學(xué)解釋了哥白尼的日心說和天體運動的現(xiàn)象。

書籍目錄

編者序第一部分 自然哲學(xué)的方法  哲學(xué)中的推于是法則  論假說  實驗的方法第二部分 自然哲學(xué)的基本原理  牛頓給《原理》第一版寫的序  定義和注釋  公理，或運動定律  物體的運動第三部分 上帝與自然哲學(xué)  總釋  上帝與重力  論創(chuàng)世  論宇宙中的計劃性第四部分 自哲學(xué)上的問題  關(guān)于光和色的新理論  關(guān)于顏色的科學(xué)  涉及光和色的理論的假說  知覺  論重力  科茨為《原理》第二版寫的序第五部分 摘自《光學(xué)》中的問題  編者注釋  參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　屬于這種力的有：使物體趨向地球中心的重力；把鐵吸向磁石的磁力；以及不論哪一種把行星不斷從其(不然就要沿之而行的)直線運動中拉開而使之沿曲線軌道運轉(zhuǎn)的力。一塊縛在吊帶上急轉(zhuǎn)的石頭，力圖從旋轉(zhuǎn)它的手中脫離出去，它這種企圖使吊帶拉緊，而且轉(zhuǎn)得愈快，拉得愈緊，等到手一放，石頭就飛離出去。反抗這種企圖的力，使吊帶不斷把石頭往手拉回而保持在軌道上運轉(zhuǎn)。由于這種力指向作為軌道中心的手，我就把它叫作向心力。對于所有沿任何　　軌道運轉(zhuǎn)的物體，情況也是如此。它們都力圖從軌道的中心脫離出去，如果沒有一種相反的力來反抗它，把它們牽制住，使它們保留在它們的軌道上，也就是說，如果沒有我稱之為向心力的東西，它們就會以等速運動沿著直線飛離出去。一個拋射體，如果不是由于重力的作用，就不會回到地面，而會沿著直線飛出去；并—巳如果能把空氣阻力消除掉，它就會以等速運動飛出去。只是由于它的重力才使它不斷從其直線路程中偏離出去而掉向地面，并視重力和運動速　　度的大小而決定這種偏離的多少。物體的重力或其物質(zhì)的量愈小，或者用以拋射的速度愈大，則它與直線路程的偏離就越小，拋射得也就愈遠(yuǎn)。如果從山頂用彈藥以一定的速度把一個鉛球平射出去，那末它將沿著一條曲線射到2英里以外才落到地面；如果能消除掉空氣阻力，而且發(fā)射速度增加到2倍或10倍，那末鉛球的射程也會增加到2倍或10倍。而且用增加發(fā)射速度的辦法，我們可以隨意增加其射程，并同時減少它所畫的曲線的曲率，使它終于在10倍、30倍或90倍遠(yuǎn)的距離處落到地面，或者甚至可以使它在落地以前繞地球一圈；或者最后，也可以把它發(fā)射到空中去，在那里繼續(xù)運動以至無窮遠(yuǎn)而永遠(yuǎn)不落到地面。完全像一個拋射體由于重力的作用而使它能沿著軌道圍繞整個地球運轉(zhuǎn)一樣，月球也可以由于重力(如果它賦有這種力的話)或　　者由于把月球拉向地球的其他的力的作用，使它離開它固有的力所追隨的那個直線運動，而不斷偏向地球，并按現(xiàn)在所描寫的軌道繞之運轉(zhuǎn)。如果沒有這樣一種力的作用，月球就不能保持在它的軌道上運行。如果這種力太小，就不足以使月球偏離它的直線運動；如果這種力太大，就會使它偏離太大而把它從軌道卜拉下而落向地球。這種力必須大小恰當(dāng)，而數(shù)學(xué)家的任務(wù)就是要找出這種正好能使一個物體在一定軌道上以一定速度運行的力，并且反過來要確定從一定地點以一定速度發(fā)射出去的一個物體，由于一定的力的作用偏離其原有直線運動而進(jìn)入的那條曲線路程。　　任何一個向心力的量叮以看作有三種：絕對的、加速的和運動的?！　　　∵@個主宰者不是以世界的靈魂，而是以萬物的主宰者面目出現(xiàn)來統(tǒng)治一切的。因為他有統(tǒng)治權(quán)，所以人們稱他為“我主上帝”(παυτοκρ　ατωρ)或“普天之君”，因為“上帝”是一個相對之詞，是相對于他的仆人而言的；而神性就是指上帝的統(tǒng)治，但不是像那些把上帝想象為世界靈魂的人所幻想的那樣，指他對他自身的統(tǒng)治，而是指他對他的仆人們的統(tǒng)治。至高無上的上帝是一個永恒、無限、絕對完善的主宰者，但一個主宰者，無論其如何完善，如果沒有統(tǒng)治權(quán)，也就不成其為“我主上帝”了。所以我們總是說“我的上帝”，“你的上帝”，“以色列的上帝”，“諸神之神”，“諸王之王”；而不說什么“我的永恒者”，“你的永恒者”，“以色列的永恒者”，“諸神中的永恒者”。我們也不說什么“我的無限者”或“我的完善者”，所有這些稱呼都沒有涉及到仆人。“上帝”一詞通常是“主”的意思，但不是所有的主都是上帝。上帝之所以為上帝，就是因為他作為一個精神的存在者有統(tǒng)治權(quán)。真正的、至高無上的或想象中的統(tǒng)治權(quán)，就構(gòu)成一個真正的、至高無上的或想象中的上帝。由于他有真正的統(tǒng)治權(quán)，所以上帝才成為一個有生命的，有智慧的，有權(quán)力的主宰者；而由于他的其他一切完善性，所以他是至高無上的，也是最完善的。他是永恒的和無限的，無所不能和無所不知的，就是說，他由永恒到永恒而存在，從無限到無限而顯現(xiàn)。他統(tǒng)治一切，并且對所有已經(jīng)存在和可能存在的事物都是無所不知的。他不是永恒或無限本身，但他是永恒的和無限的；他不是時間和空間本身，但他是持續(xù)的并且總是在空間中顯現(xiàn)自己。他永遠(yuǎn)存在，也無所不在；而且正因為如此，他就構(gòu)成了時間和空間。既然空間的每一部分總是長存的，時間上每一不能分割的瞬間總是普在的，所以一切事物的造物主肯定不能不是無時不有，無所不在的。每一個　　有知覺的人，雖然存在于不同的時間之內(nèi)，具有不同的感覺和運動器官，但他總是同一個不可分割的人。時間有其特定的連續(xù)部分，空間有其特定的并列共存部分，但不論前者或后者都不存在于人的本身或其思想本原之中，更不存在于上帝的思想實質(zhì)之中。每一個人從他有知覺這一點來說，在他整個生命過程中，在他所有的和每一個感覺器官中，他總是同一個人。上帝也總是同一個上帝，永遠(yuǎn)如此，到處如此。上帝無所不在，不僅就其功能而言是這樣，就其實質(zhì)而言也是這樣，因為功能不能離開實質(zhì)而存在。一切事物都包容于上帝之中，并在其中運動，但并不彼此發(fā)生干擾。上帝并不因為物體的運動而受到什么損害，物體也并不因為上帝無所不在而受到阻礙。所有人都承認(rèn)至高無上的上帝是必然存在的，而由于這同一個必然性，他又是時時、處處存在的。因此，他也就到處相似，渾身是眼，渾身是耳，渾身是腦，渾身是臂，并有全能進(jìn)行感覺、理解和活動，但其方式絕不和人類的一樣，絕不和物體的一樣，而是我們所完全不知道的。正如瞎子沒有顏色的觀念那樣，我們對于全智的上帝怎樣感覺和理解所有的事物，也完全沒有觀念。上帝根本沒有身體，也沒有一個體形，所以既不能看到，也不能聽到或者摸到他，也不應(yīng)以任何有形物體作為他的代表而加以膜拜。我們知道他的屬性，但任何事物的真正實質(zhì)是什么我們卻不知道。對于任何物體我們只能看到其形狀和顏色，聽到其聲齊，摸到其外表，嗅到其氣味，嘗到其味道，但用我們的感覺或用我們心靈的反射作用，都無法知道它的內(nèi)在實質(zhì)，所以我們更不能對上帝的實質(zhì)是什么會有任何概念。我們只是通過上帝對萬物的最聰明和最巧妙的安排，以及最終的原因，才對上帝有所認(rèn)識；我們因為他至善至美而欽佩他，因為他統(tǒng)治萬物，我們是他的仆人而敬畏他崇拜他；一個上帝，如果沒有統(tǒng)治萬物之權(quán)，沒有佑護(hù)人類之力和其最終的原因，那就不成其為上帝，而不過是命運和自然而已。那種盲目的形而上學(xué)的必然性，當(dāng)然同樣是無時不在無處不在的，但它并不能產(chǎn)生出多種多樣的事物來。我們在不問時間不同地點所看到的所有各種自然事物，只能發(fā)源于一個必然存在的上帝的思想和意志之中。但是，我們可以用一個比喻來說，上帝能見，能言，能笑，能愛，能恨，能有所欲，能授予，能接受，能喜，能怒，能戰(zhàn)斗，能設(shè)計，能工作，能建造，因為我們關(guān)于上帝的一切觀念都是從與人的行為相比擬而得出來的，這種比擬，雖不完善，但終究有某種近似性。以上就是我關(guān)于上帝所要說的一切。從事物的表象來論說上帝，無疑是自然哲學(xué)份內(nèi)的事。　　　　于是我開始懷疑，光線在行經(jīng)棱鏡以后是否會沿著曲線運動，并按這些曲線的曲率的或大或小射到墻上不同的地方。當(dāng)我回憶起我曾時?？吹骄W(wǎng)球為斜向的網(wǎng)球拍所擊之后，總是沿著一條曲線行走的時候，我的懷疑就更增加了。田為網(wǎng)球拍的這一擊除給球以前進(jìn)運動之外，還給它一種旋轉(zhuǎn)運動，球在兩種運動一致的那邊的各部分必然要比另一邊更猛烈地擠壓和打擊鄰近的空氣，而這里所引起的空氣阻力和反作用也相應(yīng)地要較大。同樣的道理，假如光線可能是球形的物體，并在從一個媒質(zhì)出來進(jìn)到另一媒質(zhì)的斜向路程中獲得一種旋轉(zhuǎn)運動，那末在兩種運動一致的那邊，它們受到來自周圍以太的阻力應(yīng)該較大，因而將繼續(xù)向另一邊彎去。雖然這種懷疑似乎是合理的，但當(dāng)我進(jìn)行考察時，我看不到它們有這樣的彎曲。此外，我觀察到(這對我來說實際已經(jīng)足夠)像的長度與光線穿過的孔的直徑之差，和它們之間的距離是成正比的?！　∵@些懷疑的逐漸消除，終于把我引導(dǎo)到這樣一個有判決性的實驗上來：我用兩塊木板，將其中一塊放在窗口處緊貼那棱鏡的后面，使光能通過板上特制的一個小孔而射在另一塊木板上，這后一塊板放在12英寸遠(yuǎn)的地方，板上也有一個小孔，可讓入射進(jìn)來的一些光通過，然后我在這第二塊木板后面放上第—二個棱鏡，使穿過兩板的光也能通過它而在到達(dá)墻壁之前再被折射一次。這樣安排好后，我把第一個棱鏡拿在手里，緩慢地繞荷它的軸來回轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動范圍之大足以使投射在第二塊板上的像的不同部分能相繼穿過這塊板上小孔，而我可以觀察到第二個棱鏡把它們折射到墻上的哪些位置上。從這些位置的變化中我看到，被第一個棱鏡折射而射向像的一端的光，確實在第二個棱鏡中比射向另一端的光經(jīng)受了大得多的折射。這樣就探察到了那個像之所以會變長的真正原因，不過是由于光是由折射率不同的光線組成所致，這些光線無論其入射方向有何不同，都是按照它們折射率的大小而被傳送到墻的不同部分上去的?！　　　∥抑烙行┤瞬煌膺@個結(jié)論，喋喋不休地說什么隱蔽的性質(zhì)。他們連續(xù)不斷地指摘我們，并認(rèn)為重力是一種隱蔽的性質(zhì)，而凡是隱蔽的原因都必須從哲學(xué)中完全排除出去。然而對這種論調(diào)的回答很容易：凡是其存在是隱蔽的，幻想的，未被證實的那些原因，才是真正隱蔽的原因，而決不是那些其存在已為觀察所清楚證明了的原因。所以重力根本不能稱為天體運動的隱蔽的原因，因為天體現(xiàn)象已經(jīng)清楚地證明，這種力量確實存在著。倒正是這些人，他們才是真正在求助于隱蔽的原因，因為他們捏造了一種虛構(gòu)的，不能為我們的感官所感知的和幻想的物質(zhì)旋渦，并想用它們來指導(dǎo)天體的運動?！　〉欠褚驗橹亓Φ钠鹪词请[蔽的，尚未發(fā)現(xiàn)的，所以就要把它稱為隱蔽的原因而從哲學(xué)中把它排除出去呢?抱有這種想法的人應(yīng)該當(dāng)心不要陷入一種可笑的謬誤之中，從而破壞了整個哲學(xué)的基礎(chǔ)。因為原因一般都是沿著一條連續(xù)的鏈子從較復(fù)雜的到較簡單的來進(jìn)行追溯的，所以一旦到達(dá)了最簡單的原因，我們就不能再往前行進(jìn)。因此不能希望對最簡單的一些原因再作力學(xué)的說明或解釋，否則它們就不是最簡單的了。那末，您是否必須把這些最簡單的原因稱為隱蔽的而把它們拋棄掉了呢？但是這樣做，就必須拋棄直接依賴于它們的那些事物，還必須拋棄那些依賴于這些事物的事物，一直到把所有的原因都在哲學(xué)中完全清除干凈為止?！　　?/pre>



媒體關(guān)注與評論
　　編者序　　牛頓的著作很少有人去看。尤其在現(xiàn)今標(biāo)榜有科學(xué)頭腦而感到自豪的年代里，這確實是非常使人感到遺憾的事。因為現(xiàn)代許多概念都有其歷史上的前承，而現(xiàn)代科學(xué)的許多成就，和其他事物一樣，都是通過前人辛勤工作，為之奠定基礎(chǔ)，并在爭取以后勝利的努力中取得的。如果忘了這一點，那就再沒有對歷史的這種忽視更加不科學(xué)的事情了。牛頓是歷史上把科學(xué)引向并造成現(xiàn)在這個樣子的極少數(shù)偉大人物之一。他賦予現(xiàn)代物理學(xué)以一種革命的姿態(tài)，這本身就影響不小。我們往往會忘卻，如果不是由于牛頓的輝煌成就，就不能有從中可以進(jìn)發(fā)出這樣一個革命來的豐富源泉?！　】偟膩碚f，除了《原理》和在舊書店中只是偶爾出現(xiàn)的《光學(xué)》以外，研究哲學(xué)、科學(xué)和文學(xué)的人，以及一般讀者，總是很難接觸到牛頓的著作的。出版本書的目的，就是試圖在一定程度上來彌補這個缺陷；也就是說，書中要涉及牛頓深感興趣的一切問題，尤其是標(biāo)志著各種哲學(xué)水平的問題，而這樣做的目的，就是為了給讀者提供牛頓科學(xué)思想的全貌。有了這樣的機(jī)會，讀者中就很少會有人對17世紀(jì)的這位最偉大的科學(xué)人物不感到興趣，或者會從牛頓那里得不到什么益處。本書是在小約翰·赫爾曼·蘭道爾教授的鼓勵和指導(dǎo)下編成的。我能得到他的同意為本書寫一篇序言①而感到萬分榮幸?！　∠旅娴倪x文分別列入五個部分，這樣一種分類法在有些情況下是必要的，但在另一些情況下就不免有點勉強(qiáng)。譬如，當(dāng)牛頓談?wù)摰街亓r，他最后總是要扯到上帝那里支，要把這兩個不同論題分開來，就是對他的思想和原著的不忠。在有些重要的地方，不論在原文中或者在編者對選文的注釋中，只要這種關(guān)系可能還不夠清楚時，我就插進(jìn)了一些相互論證的參考資料。選自《光學(xué)》的那些部分(即該書第三編中的“疑問”)，將使讀者理解牛頓是如何把他最關(guān)心的那些問題排列出來并加以發(fā)展的。我們在這些“疑問”中將會看到，幾乎存在于牛頓頭腦中的所有基本觀念(它們也是本書內(nèi)容的主要部分)，在他的《光學(xué)》中所發(fā)表的那些杰出的思辨性議論里面都更有條有理地組織了起來，又重新出現(xiàn)一次?！　τ跁兴x的特定內(nèi)容，它們的安排和本書后面的有關(guān)歷史以及進(jìn)一步說明原文的那些注釋，應(yīng)由我來負(fù)全部責(zé)任。不論在選文中或者在腳注中，凡是似乎有必要加上幾個字的地方，這些加上的字句都是用方括號來表明的。牛頓所用的標(biāo)點和詞的拼法，在必要的地方已按照現(xiàn)在通常習(xí)慣作了必要的修改。書后的參考文獻(xiàn)列舉了選文的出處，以及一系列有價值的第二手資料?！　∥腋兄x加利福尼亞大學(xué)出版社準(zhǔn)許我使用弗洛里恩·卡喬里修訂的《原理》的莫特譯本?？▎汤锼拥年P(guān)于歷史方面的附錄十分重要，他把書中現(xiàn)已廢棄不用的數(shù)學(xué)術(shù)語都改成近代與之等義的術(shù)語，這就使得加利福尼亞版《原 理》成為牛頓這部杰作的讀者所不可或少的重要書籍。我　也要感謝E·A·伯特教授，因為他善意地允許我在對“總釋”的注釋中引用他著名的和有價值的《近代物理科學(xué)的形而　上學(xué)基礎(chǔ)》中的一些片斷。我從L·T·莫爾的重要而內(nèi)容豐富的牛頓傳記中也學(xué)到了很多東西?！　　?/pre>


編輯推薦
　　牛頓對人類的貢獻(xiàn)是巨大的，正如恩格斯所說："牛頓由于發(fā)明了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學(xué)的天文學(xué)；由于進(jìn)行了光的分解，而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué)；由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué)；由于認(rèn)識了力的本質(zhì)，而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)"。為紀(jì)念牛頓的貢獻(xiàn)，國際天文學(xué)聯(lián)合會決定把662號小行星命名為牛頓小行星。





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