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牛頓的力學公式從哪裡來?

在牛頓提出力學的概念以前,當代的研究學者僅有針對圓周運動離心趨勢進行探討,於此背景之下,牛頓參考了前人的論述,將離心轉換為向心,並且成功統合了向心趨勢與物體落地加速度的內涵,提出了向心力與萬有引力的想法,為古典力學奠定了穩固的基礎。
 
 

一般人都不會質疑古典力學是由牛頓所奠定,而他最特殊的創見就是他的第二運動定律 F = ma,後人認為此乃代表「力」是造成物體加速度的原因。


但什麼是力?它就是物體的加速度與其質量乘積,如此描述是否就說清楚了力的內涵呢?未必!就好比:學生的學習動機是造成他成績優秀的原因,但什麼是學習動機?那就是成績高低的數值,此種描述並無法將學習動機的內涵說明清楚。牛頓本人也並未如此說。

 

他首先是將前人探討圓周運動的離心趨勢轉換為他所創立的向心趨勢,其次為了統合月亮的向心趨勢與蘋果落地的直線加速趨勢——此二截然不同的天體與地表現象,他必須主張向心趨勢與直線加速度彼此相關,在此背景下,運動定律 F = ma 於焉誕生,他並稱向心趨勢為向心力。利用它,可計算得出月亮與蘋果的加速度,均與至地心的距離平方成反比,此即萬有引力。


當牛頓再進一步,成功地推廣並算出做橢圓運動的行星之加速度,亦與距離平方成反比之後,他的思考方法遂被每位科學家接受,古典力學也被堅固地建立起來!

 
來源:
  • 原標題:古典力學形成的關鍵
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