張欣怡

摘 要：牛頓第一定律的發(fā)展不僅經歷了亞里士多德、伽利略、笛卡兒和牛頓，中間還經過許多人的努力，才使得它不斷的發(fā)展和完善，在教學中呈現(xiàn)一個完整的牛頓第一定律發(fā)展史具有重要的教育意義。

關鍵詞：牛頓第一定律 物理學史教育 意義

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：1672-1578（2018）12-0039-01

一般人們認為牛頓第一定律的發(fā)展僅僅經歷亞里士多德、伽利略、笛卡兒和牛頓，這個認識是不完整的，它的發(fā)展和完善還經過許多人的努力，這值得探討。

1 亞里士多德的運動觀

亞里士多德把運動分為自然運動和強迫運動。他錯誤的把力與速度直接聯(lián)系起來，表面上能解釋一些日常現(xiàn)象，還包含靜止慣性的觀點，但實際是錯誤的。

這是由于當時生產力不發(fā)達，思想受宗教束縛，沒掌握科學的方法致使他得到錯誤的結論。并延續(xù)了2000多年，阻礙科學的進步，但無法忽略他在學術領域的成就和影響。他是當時的集大成者，在科學上做出了巨大的貢獻，不應把他看作阻礙科學進步的代表，一味地進行批判，可借鑒哈佛大學的校訓來客觀評價。

2 古代對慣性定律的認識

公元前342-270，伊壁鳩魯曾猜想：原子在虛空運動而沒任何東西與它們發(fā)生碰撞時，一定以相等的速度運動，直到有東西從外部阻止它們，或原子本身的重量與打擊它的物體發(fā)生反作用而受阻。他把等速運動看作慣性運動的一種表述，這實際是對慣性運動最早的表述，但這只是一個猜想。

3 沖力說的作用

公元6世紀，約翰.菲勞波諾斯在否認天體是神推動時，提出上帝賦予天體一種沖力，它不隨時間消逝，維持物體永遠運動。奧姆卡從磁現(xiàn)象中想到超距作用，運動的物體不一定需要另一物體維持推動。布里丹又提出兩條論證：陀螺旋轉時并不改變位置，也沒持續(xù)不斷的形成虛空，但它仍在外力消失時轉動；一根尾端切平的標槍并不比一根尾端也是尖的標槍飛得更快，他認為這是沖力在起作用，沖力大小和物體密度、體積以及初速度成正比。較亞里士多德的說法更接近慣性概念，在某種程度上為慣性定律提供思路，推動慣性定律的產生。

4 伽利略的慣性運動思想

伽利略提出對接斜面實驗：任何速度一旦施加給運動的物體，只要除去加速或減速的外因，此速度就可保持不變；這只能發(fā)生在水平面上。有人認為可把這看作是伽利略掌握慣性定律的證據(jù)，事實上不行。因為他把重量看作物體固有的內在原因，設想重力不起作用，物體只能做勻速運動，“水平面”即與地球同心的球面上，這只能是圓周運動；宇宙總是有限的，所以物體做無限延長的直線運動是不存在的?？梢娺@只對地表附近短程運動的物體才存在，它多處摻雜想象的說法，結論無法直接用斜面實驗加以論證。

5 托里拆利的認識

托里拆利在論述拋射體運動“連接在一起的兩個物體如果它的重心不下降，那它將不會自動的運動”他將這原理格式化，使它成為普遍的慣性定律。在事實上議論了慣性定律，但沒認識到該定律的基本意義，也沒使它完全格式化，但在正確理解力學的抽象特性方面他超出了當時的一般水平。

6 笛卡兒的慣性定律

笛卡兒在《哲學原理》中寫道：如果物體處于運動中，并無其他原因作用，它將繼續(xù)以同一速度在同一直線上運動，既不停止也不偏離原來的方向。這把慣性定律作為普遍的守恒原理的一種特殊情況，確立了慣性定律在整個自然哲學中，特別是關于局部事物機械運動的基礎地位。不僅認為自然運動是沿直線前進，突破了伽利略所設想的“水平面”運動的局限，還給出了近代力學慣性定律的準確描述。

他首次將慣性定律作為一個原理而確立起來，意識到力是產生加速度的原因，比伽利略的表述更加明確。也首次提出用數(shù)學方法構造囊括整個宇宙的自然哲理的合理體系，但沒從原理的高度上把這個關系概括和定量表達出來。

7 牛頓的提煉與升華

牛頓把慣性作為物質的固有性質定義下來。慣性原理的確立表明運動的物體可以繼續(xù)保持自己的運動，不需要別的物體推動，徹底破壞亞里士多德運動理論的基礎，成為牛頓第一定律的內容。牛頓從原理的高度概括了力與運動的關系并將它定量的表述出來，即：力是改變物體運動狀態(tài)的原因，而不是維持物體運動狀態(tài)的原因，從此慣性定律成為力學理論的基礎。所以牛頓第一定律才是真正意義上的慣性定律。

8 結論

牛頓第一定律的建立經歷了幾個不同的歷程，這中間經過許多人的努力，才使得牛頓第一定律不斷的完善和發(fā)展。同樣這也是物理學史發(fā)展的一個縮影，每個歷史發(fā)展的成果都離不開每一代科學家嚴謹治學的風格和追求真理的態(tài)度，需要不斷的付出努力才能使科學進步，不斷的發(fā)展。

完整的物理學史可以有效地激發(fā)學生物理學習的興趣，和物理學家一起經歷思考的過程，尤其是面臨物理學發(fā)展的時候，會引起學生的思考，學生經過比較、批判，可以有效地理解物理知識的內涵，從而形成科學的物理學習的思想。

參考文獻：

[1] （日）廣重徹.物理學史[M].求實出版社，1998.

[2] 谷世義.物理學史簡編[M].天津科學技術出版社，1990.