自然哲学之数学原理 科学素养文库 科学元典丛书 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 牛顿 著

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• 哲学
• 科学

出版社： 北京大学出版社

ISBN：9787301095515

版次：1

商品编码：12354153

包装：精装

丛书名： 科学素养文库.科学元典丛书

开本：16开

出版时间：2005-12-01

用纸：纯质纸

页数：400

字数：557000

编辑推荐

　　一次，一只苹果落在了正在树下读书的牛顿头上。牛顿想，为什么苹果会落向地面而不是飞向天空？后来，这只苹果幸运地成了科学史上著名的苹果。人们对这个故事津津乐道，而牛顿本人对这一传说不置可否。本书带你走进万有引力的发现之旅……

内容简介

　　《自然哲学之数学原理》是牛顿一生中重要的科学著作，也是经典力学的集大成之作。在牛顿之前，天体运动和地上运动是被分开来考虑的。伽利略提出了运动的相对性，运动的合成和自由落体的法则，笛卡尔讨论了惯性原理的动量守恒法则；开普勒提出了行星运动三定律。牛顿的主要工作是将天体和地上的运动研究成果统一起来，并从数学上给予适当的证明。《原理》给出了著名的牛顿运动三大定律以及引力和距离的平方反比关系，构建了一个完整的经典力学体系。全书是按照几何学的形式以一种公理化的体系写成的。在科学史和思想史上，《原理》一书都具有极其重要的位置。

作者简介

　　牛顿（Isaac Newton， 1642-1727），英国物理学家、天文学家和数学家，生于林肯郡。 在天文学方面，1672年牛顿创制了反射望远镜；他还解释了潮汐的现象，指出潮汐的大小不但同朔望月有关，而且与太阳的引力也有关系；另外，牛顿从理论上推测出地球不是球体，而是两极稍扁、赤道略鼓，并由此说明了岁差现象等。在物理学上，牛顿基于伽利略、开普勒等人的工作，建立了三条运动基本定律和万有引力定律，并建立了经典力学的理论体系。在数学上，牛顿创立了“牛顿二项式定理”，并和莱布尼兹几乎同时创立了微积分学。在光学方面，牛顿发现白色日光由不同颜色的光构成，并制成"牛顿色盘"；关于光的本性，牛顿创立了光的“微粒说”。 在牛顿的著作《自然科学原理》中，他用数学解释了哥白尼的日心说和天体运动的现象。

目录

《自然哲学之数学原理》导读
定义
运动的公理或定律
第一编；物体的运动
第1章 初量与终量的比值方法，由此可以证明下述命题
第2章 向心力的确定
第3章 物体在偏心的圆锥曲线上的运动
第4章 由已知焦点求椭圆、抛物线和双曲线的轨道
第5章 焦点未知时怎样求轨道
第6章 怎样求已知轨道上的运动
第7章 物体的直线上升或下降
第8章 受任意类型向心力作用的物体环绕轨道的确定
第9章 沿运动轨道的物体运动：回归点运动
第10章 物体在给定表面上的运动；物体的摆运动
第11章 受向心力作用的相互吸引运动
第12章 球体的吸引力
第13章 非球形物体的吸引力
第14章 受指向极大物体 各部分的向心力推动的极小物体的运动

第二编：物体（在阴滞介质中）的运动
第1章 受与速度成正比的阻力作用的物体运动
第2章 受正比于速度平方的阻力作用的物体运动
第3章 物体受部分正比于速度部分正比速度平方的阻力运动
第4章 物体在阻滞介质中的圆运动
第5章 流体密度和压力；流体静力学
第6章 流体的运动，及其对抛体的阻力
第7章 通过流体的传播的运动
第8章 流体的圆运动

第三编：宇宙体系（使用数学的论述）
哲学中的推理规则
现象
命题
月球会点的运动
总释
译后记

科学素养文库 · 科学元典丛书：自然哲学之数学原理 内容提要 本卷精选并汇编了十七世纪至十九世纪期间，几位对现代科学范式奠基产生深远影响的哲学家、数学家和物理学家的核心论著。这些文本不仅展示了科学理性如何从早期自然哲学的思辨中脱胎换骨，更清晰地勾勒出数学工具如何被系统地应用于理解和量化自然界的基本规律。全书旨在追溯“自然哲学”向“严格科学”转型的关键思想脉络，重点关注运动、力、时空概念的数学化过程，以及由此催生的经典力学体系的构建。 卷首语：从思辨到量化 在科学史上，存在一个至关重要的转折点：人类对世界的认识，开始从定性的、类比的描述，转向定量的、精确的数学模型。这一转变并非一蹴而就，而是漫长“自然哲学”传统在遇到经验观察的挑战时，主动寻求更严密语言——数学——来表达其核心洞见的产物。本卷所辑录的文献，正是这一思想蜕变过程中的里程碑。它们共同回答了一个根本问题：自然界是否服从一套内在的、可以用数学语言精确表达的法则？ 本丛书的定位是“科学元典”，意味着我们选取的是那些定义了某一学科基础范畴、提出核心方法论的原始文本，而非后世的综述或解读。读者将直接面对那些奠基人面对原始问题时的思考路径，感受他们如何克服旧有观念的束缚，建立起全新的世界图景。 第一部分：运动与变化的几何化——伽利略的遗产 本部分聚焦于意大利学者伽利略·伽利莱对传统亚里士多德物理学的颠覆性贡献。他最重要的成就之一，是将对物体运动的讨论从“目的论”的哲学思辨中解放出来，转而用几何和代数工具进行精确描述。 核心选文阐述： 《关于两种新科学的对话》片段： 重点选取的章节将集中于伽利略对“均匀加速运动”的定义与推导。书中细致地展示了他是如何设计思想实验（如斜面实验的理性化替代），并最终确立了“距离与时间的平方成正比”这一核心规律。读者将体会到，伽利略的创新不仅在于发现了定律，更在于他确立了实验观察与数学演绎相结合的研究范式。他清晰地论证了，数学是描述自然现象的唯一可靠语言。 对“惯性”的初步洞察： 虽然完整的惯性定律由牛顿提出，但伽利略对“水平运动的持续性”的思考是至关重要的前奏。本部分将选取他论述物体在无阻力情况下运动状态维持的文本，展示早期科学家如何艰难地挣脱“力是维持运动的原因”这一根深蒂固的观念。 第二部分：力学的综合与普遍化——牛顿的革命 如果说伽利略开启了数学化的先河，那么艾萨克·牛顿爵士则完成了对整个物质世界运动规律的统一。本部分的核心无疑是《自然哲学的数学原理》，我们将截取其最能体现其数学化和公理化精神的部分。 核心选文阐述： 《自然哲学的数学原理》导论与公理（定义）： 本卷将详细收录牛顿对“绝对时空”的定义，以及他对“力”（Force）的定义——即物体动量对时间的变化率。这些定义是整部巨著的基石，它们将物理概念提升到了纯粹的数学实体的高度。读者可以看到，牛顿如何通过精确的定义来消除歧义，构建一个逻辑自洽的系统。 运动三定律的数学表述与推论： 我们将展示牛顿如何用严格的几何证明来论证惯性定律、力的定义式（$F=ma$ 的前身）以及作用与反作用定律。特别值得关注的是，牛顿对“向心力”的推导，这是将行星轨道运动与地面上的物体下落联系起来的关键步骤，体现了数学在统一天上地下物理规律上的强大威力。 开普勒定律的演绎证明： 本部分将包含牛顿如何利用他的万有引力定律（一种数学化的力与距离平方成反比的关系）来严格推导出开普勒对行星运动的三大经验定律。这证明了数学模型不仅能描述现象，更能解释现象背后的深层原因。 第三部分：时空概念的形而上学基础 古典力学的数学描述依赖于一套关于时空结构的先验假设。本部分探讨了这些假设在哲学层面上的争论和奠基工作，特别是牛顿与莱布尼茨之间的著名通信，以及后人对牛顿绝对时空观的哲学审视。 核心选文阐述： 关于绝对时空论的哲学辩论： 选取牛顿与莱布尼茨关于“空间本质”（究竟是容器还是关系）的经典通信。牛顿的观点——空间是一种独立于物质而存在的“容器”——是其力学体系得以成立的必要条件。通过阅读这些辩论，读者可以理解数学模型的建立不仅是技术活动，更是深刻的哲学抉择。 莱布尼茨的相对论性思考： 对比莱布尼茨提出的空间是事件之间的“关系”的观点，展示了在数学框架下，早期哲学家们在处理“何为实在”这一问题上的深刻洞察。 第四部分：概率与不确定性在早期科学中的萌芽 虽然本卷的核心是决定论的经典力学，但科学的发展也必然触及到不确定性和统计思维的萌芽。本部分将引入早期概率论的奠基文本，展示数学如何开始被应用于处理非确定性现象。 核心选文阐述： 早期概率论的计算范式： 选取早期数学家如帕斯卡或费马在处理赌博问题时所确立的计算原则。这些看似简单的数学技巧，实际上代表了人类开始尝试用数学来量化“可能性”的尝试，这为未来统计物理学和更复杂的科学模型铺设了道路。 结语：元典的价值 本卷所收录的文本，共同构筑了一个科学世界观的数学骨架。它们展示了人类如何通过抽象、定义、公理化和几何化，将模糊的自然观察提炼为可以被计算和预测的普适法则。阅读这些“元典”，不是为了追溯历史的尘埃，而是为了理解我们今天所依赖的科学方法论，其逻辑起点究竟在何处。它们是理解现代物理学、工程学乃至数据科学思维模式的不可或缺的哲学和数学基础。

评分☆☆☆☆☆

总而言之，《自然哲学之数学原理》是一本让我对科学产生敬畏之心的书。它不是那种轻松愉快的读物，需要投入时间和精力去理解，但一旦你沉浸其中，你会被那种智慧的光芒所震撼。我第一次如此深刻地体会到，科学不仅仅是知识的积累，更是一种思考方式，一种探索世界的方式。它鼓励我们去质疑，去探究，去用理性的思维去解读自然。 书中对于“自然”的定义，也让我耳目一新。它不再仅仅是我们肉眼所见的事物，而是隐藏在事物背后，支配事物运作的深层规律。这种从表象到本质的升华，让我对“科学素养”有了更深刻的理解。它不仅仅是懂得一些科学知识，更重要的是掌握科学的思维方法，能够用科学的视角去观察和分析问题。我特别欣赏书中对于“数学原理”的阐述，它将看似抽象的数学语言，与具体的自然现象相结合，让我看到了数学在理解和描述世界方面的巨大威力。

评分☆☆☆☆☆

这本书简直颠覆了我对“自然”的认知！一直以为自然就是我们眼见耳闻的山川河流、飞禽走兽，是那种可以触摸、可以感知的具体存在。然而，《自然哲学之数学原理》打开了一个全新的视角，它告诉我，自然的本质，或者说驱动自然运作的深层规律，竟然可以用抽象而严谨的数学来描述。初拿到这本书，我还有些忐忑，毕竟数学对我来说，曾经是枯燥符号的堆砌。但随着阅读的深入，我逐渐被书中那些精妙的推演和清晰的逻辑所折服。它不是生硬地灌输公式，而是循循善诱，引导你去理解为什么会有这样的公式，它又如何完美地解释了天体运行、物体的运动轨迹，甚至我们身边触手可及的各种现象。 我常常会停下来，想象牛顿坐在书桌前，夜以继日地进行着那些令人惊叹的思索。那些看似简单的引力定律，背后蕴含的是对整个宇宙秩序的深刻洞察。书中对于“原理”的阐述，更是让我醍醐灌顶。它不是对零散现象的简单归纳，而是提炼出最根本、最普适的法则，然后以此为基础，构建起一个逻辑自洽的宏大体系。这不仅仅是科学上的成就，更是一种哲学上的升华。它让我意识到，我们所处的这个世界，并非混沌无序，而是被一套精妙绝伦的法则所支配。这种认识，带来的不仅是知识的增长，更是一种对宇宙的敬畏之情。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，最初拿到《自然哲学之数学原理》这本书时，我有些望而却步。《科学素养文库》这个名字听起来就充满学术气息，而“数学原理”更是让我联想到了复杂的公式和定理。但出于对科学的好奇，我还是决定挑战一下。事实证明，我的担忧是多余的。这本书以一种非常易于理解的方式，向我展示了自然科学的核心思想。 我特别喜欢书中对“哲学”的融入。它不仅仅是在讲解科学原理，更是在探讨这些原理背后的哲学意义。它让我思考，我们是如何认识世界的？科学的本质是什么？这种跨领域的思考，让我觉得这本书不仅仅是一本科学读物，更是一本启迪思想的哲学著作。它用严谨的科学方法，去探讨最根本的哲学问题，这种结合让我受益匪浅。我感觉自己不仅获得了知识，更重要的是，我的思维方式也得到了极大的拓展。

评分☆☆☆☆☆

我一直对宇宙充满好奇，但总觉得那些天文学的知识离我太遥远，难以理解。直到我读了《自然哲学之数学原理》，我才意识到，原来我们对宇宙的理解，竟然可以如此系统和精确。《科学元典丛书》这个系列的名字本身就很有分量，而这本书也确实不负盛名。它以一种极其严谨和逻辑化的方式，为我揭示了天体运行的奥秘。 我尤其对书中关于万有引力的阐述印象深刻。过去，我只知道地球有引力，会把我们吸在地面上，但从未想过，连月亮绕着地球转，地球绕着太阳转，也都是由这同一个引力所决定的。这本书用数学语言将这个普遍的规律清晰地展现出来，让我感叹自然规律的统一性和简洁性。我发现，很多我们认为复杂难解的自然现象，在科学家的眼中，都可能遵循着一套极其简单的基本法则。这种认识，极大地提升了我对科学的信心，也让我开始重新审视自己过去的认知盲区。

评分☆☆☆☆☆

读完《自然哲学之数学原理》，我感觉自己像是从一个朦胧的梦境中醒来，看到了世界的本来面目。以前，我总是被那些纷繁复杂的自然现象所迷惑，觉得它们神秘莫测，难以捉摸。但这本书，就像一把钥匙，为我打开了理解这些现象的密码。它以一种极其系统和深入的方式，解释了那些看似遥不可及的科学原理，并将其与我们日常生活中的体验紧密联系起来。我开始能够用一种全新的眼光去审视周围的一切：为什么苹果会落下？为什么月亮会围绕地球转动？为什么行星会在各自的轨道上运行？ 书中对于“数学”的运用，更是让我惊叹不已。我一直以为数学只是抽象的计算，但在这本书里，数学成为了描述自然规律的语言。它将复杂的物理现象，转化为简洁优美的数学公式，并通过严谨的逻辑推理，揭示了事物运行的内在机制。这种跨学科的融合，让我看到了科学的强大力量。它不仅仅是理论的构建，更是对现实世界的深刻理解和改造。我尤其喜欢书中那些关于“运动”和“力”的论述，它们不仅解释了物体为何运动，还揭示了运动背后的原因。这让我对物理学产生了浓厚的兴趣，也激发了我进一步探索科学奥秘的欲望。