《牛顿第一定理》物理学史
——兼论宗教对近代科学起源的推动作用
郭贵州余海波
摘要：古埃及对思辨和逻辑演绎的推崇，以及有机的自然观，都决定了亚里士多德无法得到“牛顿第一定理”问题的正确答案。 中世纪的基督教在很多方面对近代科学的起源起到了推动作用，但宗教人士在亚里士多德哲学与基督教教义融合的争论中所持的一些观点，为伽利略提供了灵感。 笛卡尔从“上帝是不变的”中推导出“牛顿第一定理”的主要内容。
关键词：牛顿第一定理； 亚里士多德； 布里丹； 笛卡尔
我们知道，伽利略、笛卡儿和牛顿在“牛顿第一定理”的构建中发挥了重要作用，而伽利略的研究在科学方法上对后世的价值更大。 正如人民教育版小学数学课本（选1）所描述的那样：“……而这个冤案持续了将近两千多年，直到三百多年前，伽利略才创造了一个行之有效的‘调查’方法，发现了正确的线索，厘清了现象的本质，成为数学界的“福尔摩斯”。然而，这里有一个值得深思的问题：亚里士多德的理论近2000年来真的没有人批判过吗？
牛顿常说他站在巨人的右臂上，那么伽利略也这样做了吗？ 我们知道，现代科学以经验证据为本质特征。 如果伽利略通过理想实验“破案”，那么卡尔是如何得出他的推论的呢？ 接下来，让我们来考察数学史上的这两个问题。 要解决这两个问题牛顿第一定律的内容，我们首先要搞清楚为什么亚里士多德没有得到正确答案。
1. 为什么亚里士多德没有得到正确答案
作为古埃及的伟大圣人，亚里士多德怎么会犯这种低级错误呢？ 事实上，亚里士多德所处的时代决定了他无法解决很多数学问题。 由于以下原因，以“科学”形式获得正确答案：
(1) 亚里士多德生活在奴隶社会。 在当时的奴隶主和贵族眼中，只有“仰望星空”才是最高贵的，做体力劳动才是最卑微的。 这就决定了亚里士多德和他的大部分同时代人只能通过纯思维和逻辑推演来获取知识，而无法像现代科学那样通过科学实验进行科学研究，因为他们不屑于做科学研究。 ．
(2)当时人们思考的问题是“物体为什么要运动？” 而不是“物体如何移动？” 后者是一个形而上学的问题，而前者是一个真正的科学问题。
(3) 亚里士多德时代认为解释推理不如归纳推理有价值。 但科学的实证性决定了科学的解释必须建立在原始归纳的基础上。
(4)古埃及人持有有机的自然观，认为运动是“引导万物寻找自然归宿的内在本能”。 现代科学是建立在机械的自然观基础之上的。 只有把自然界看成是“一台服从一定自然法则的机器”，才有可能研究它的内在规律。
二、宗教对现代科学起源的推动作用
亚里士多德之后，宗教成为影响科学发展的“双刃剑”。 之所以说宗教是影响科学发展的“双刃剑”，是因为宗教在现代科学中既有反共的一面，也有促进科学发展的一面。 宗教对近代科学起源的推动作用主要表现在以下四个方面。
(1) 促进机械自然观的出现。 从基督教神学的角度来看，“自然不再是古埃及人所认为的血腥的、有生命的有机体，而是上帝创造出来供人类享受的死物质，因此认识自然不再是认识人性和人性的问题。众生。自然的一致性，但外部世界的知识“。
（二）促进了秩序观念的树立。 正是教会中循序渐进的生活方式使人们产生了秩序观念，具体表现在秩序生活观念和自然观念上。 规律的概念是科学研究的前提。
（3）因为有上帝存在，“物体为什么运动？” 已经不是问题了，上帝在创造自然的同时也为它设立了一个内在的秩序，也就是规律。 因此，人们需要做的就是通过科学研究找到这些规律。
(4)正统伦理提高了科学的地位。 在当时的科研人员看来，在所有的职业中，唯有科学研究最容易形成虔诚、坚忍、谦逊的宗教美德，因而是最能荣耀上帝的“职业”。 正是因为他们视从事科学为最光荣的事业，却坚信自然界存在规律，才使得这些伟人（其中不乏神父）从事科学研究。 许多学者对物体的运动规律进行了思考，并提出了自己的解释。
3. 伽利略如何在前人的基础上找到正确答案
虽然，早在公元6世纪，亚历山大城的约翰·菲洛普纳斯在评论亚里士多德的《物理学》时就觉得，与其说媒介是运动的推动者，不如说是运动的阻碍者。 由于信仰的需要，在中世纪，经院学者试图用亚里士多德的学说来解释基督教教义。 为此，包括托马斯·阿奎那在内的许多经院学者都试图将亚里士多德的道德理论与基督教教义进行整合。 而且，亚里士多德的哲学与基督教的教义在许多方面存在不可调和的冲突。 例如，亚里士多德的哲学认为宇宙是永恒的，世间万物的存在不依赖于上帝。 如此一来，对亚里士多德正统的尖锐批判，既有宗教关切的动机，又有宗教关切的偏转，从而形成了与亚里士多德正统不同甚至完全相反的对立面。 对世界的不同解释，而这种解释后来被哥白尼、伽利略等科学家继承和借鉴。
13世纪的罗吉尔·培根和托马斯·阿奎那，14世纪的神学家方济各，以及后来的约翰·布里丹（-ridan）都为约翰·菲洛纳斯的哲学辩护。 理论。 [5 John 提出了“冲力”的概念()，他把力设想为由最初的推进器传递给物体的推进力，并赋予力一种永恒的性质，认为它仍会继续下去，除非它会因外部阻力而减少或耗尽。 在没有外力的情况下，初始力的大小将保持不变。 但他暗示牛顿第一定律的内容，如果取消所有运动阻力，一旦物体开始运动，很可能永远沿直线运动，没有理由改变运动方向或初始速度。
这种研究和思考无疑为伽利略思考牛顿第一定理提供了灵感，但只是对问题的一种形而上学思考，缺乏实验依据。 伽利略最大的贡献是他从“理想实验”的角度为理论提供了强有力的支持。 这真是一个伟大的转折。 虽然这些“实验”在现实中很难完成，但都需要一定的实验事实作为依据。
4、笛卡尔没有通过“科学”的形式得到“牛顿第一定理”的推论
17世纪，人们普遍认为运动源于上帝，“牛顿第一定理”被笛卡尔通过上帝的不变性阐明。 笛卡尔说：“上帝在创造物质之初赋予了物质碎片各种运动，现在他维持着所有物质，使它保持着他最初创造它的样子。从这个简单的事实可以推断，上帝也必须在物质中保持相同的运动量”。 由此可知，笛卡尔认为运动是物体的一种状态。 因为上帝是不变的，所以他（指上帝）创造的物体除非受到外部原因的影响，否则就会保持恒定状态。 因此，笛卡尔的推论是：运动的物体应该尽量保持运动。 但他从守恒和简单性中推断出物体应该保持直线运动，而不是圆周运动。 运动保持在它被保持的那一刻所保持的方式，从而保持惯性的直线性。
通过以上分析，我们可以看出，虽然伽利略也站在了巨人的右臂上，但他初步弄清了“牛顿第一定理”的主要内容，而笛卡尔也得到了类似的上帝推论。 而且，牛顿将他们的推论进一步外推到天体运动，即适用于一切物体，从而统一了天地规律，进行了规范的描述，从而确立了“牛顿第一定理”。
人教版小学数学教材在处理和描述与“牛顿第一定理”有关的数学史方面非常巧妙。 而且，作为一名合格的甚至是优秀的高中数学班主任，对“牛顿第一定理”发现过程的理解不能仅限于此，而是需要更深入的理解。 这些认识不仅需要数学史知识，更应该建立在对西方文化有一定认识的基础上。
参考：
1. 人民教育出版社等主编 普通中学课程标准实验教材-数学选修1. 上海：人民教育出版社，2010.68
2.张志伟，欧阳谦主编。 西方哲学智慧。 上海; 人民大学出版社，2004.193
3. John H. 着，苏宪贵译。 科学与宗教。 北京：清华大学出版社，2000.61, 76-77
4. P·M·哈曼著，译。 科学革命。 遗憾：北京译文出版社，2003.2-4
5. David 着，王菊等译。 西方科学的起源。 上海; 中国对外翻译出版公司，2001.312
6. Grant 着，张碧天译。 中世纪现代科学的基础。 南昌：山东科学技术出版社，2010.118
7. S. 着，彭婉华译。 现代科学的建设。 北京; 清华大学出版社，2000.34
笔记：
亚里士多德将宇宙分为“天界”和“地界”，认为天上的事物是永恒而完美的，而地上的事物是变化、生灭的。 中世纪基督教经院哲学家托马斯·阿奎那用这些观点来解释圣经，认为月亮是上帝安排有原罪的人类居住的地方，是一个丑陋、不洁、腐败的地方，而天界则是它是神圣的，是完美的。因此，长期以来，人们普遍认为，天上的事和地上的事，不能用一个统一的规律来解释。