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为何牛顿能取得如此伟大的成就?高山科学经典导读牛顿封神之作《原理》

2023年7月8日,科普公益项目“高山科学经典”邀请到北京大学物理学院教授李新征,中央党校哲学部退休教授、《自然哲学之数学原理》(以下简称《原理》)译者王克迪,清华大学科学史系助理教授王哲然,一起导读牛顿的封神之作《原理》。

“《原理》是一本前无古人后无来者的“神书”,这本书的出现标志着现代科学整个科学体系的建立。”在高山科学经典第55期,曹天元老师导读《牛顿传》时,曾这样评价牛顿的著作《原理》。

而高山书院的创始校董张首晟教授也曾因为收到作为圣诞礼物的这本书而喜出望外,写了一篇长文表达自己喜悦之情。文中,张首晟教授这样评价:“牛顿的千年伟著《原理》点燃了人类科学认识宇宙的曙光。”

本期导读嘉宾李新征教授也高度赞扬到:“它是对人类近代文明的发展起了决定性的推动作用的巨著。”

这本书里面究竟写了些什么,为何能得到如此高的肯定?我们应该如何阅读这本书?

导读中,李新征教授介绍到:“作为现代人,读《原理》时需要注意两个关键点。第一是本书的架构。它是从几个定义出发,引入描述物质运动的几个物理学量,然后提出“三大定律”。这些定义与“三大定律”,虽然从篇幅上讲,仅仅占据了这本书前面很小的一部分,但却是牛顿力学的核心思想。第二,本书大篇幅讲的是在三大定律定义的力学下,物体在不同情况下会有什么样的运动规律。”李新征老师在书籍内容介绍最后总结到:“物理绝不是简单的知识点的集合(冰冷、无趣的),而是鲜活的逻辑与历史。”

李新征教授在高山科学经典导读直播间

圆桌嘉宾王克迪教授是《原理》一书的中文版译者,在他看来,牛顿的这本书以及牛顿的整个力学,有三个境界,“第一个就是这本书做了什么?牛顿解释了到他那时候为止的各种物体运动现象。第二个境界就是牛顿力学方程构成了一个全新的完整认识世界的框架(范式),牛顿力学为科学共同体提供了在其中工作的平台。第三境界,《原理》告诉人们什么是科学、科学精神、科学方法。”

物理学经过三百多年的发展,也发生了诸多变化。李新征教授在直播中告诉观众:“我们在阅读的时候,也不用太细究其内容,因为数学的语言已经发生了很大变化。”

王克迪教授在高山科学经典导读现场

“《原理》的诞生,让人们对客观的自然世界的认识产生了翻天覆地的变化。人们认识到上到天体下到地面上的物质的运动可以用一个统一的、可使用定量的规律来验证的科学理论来描述。自然哲学,也完成了向自然科学转化的最为关键的一步。”李新征教授在导读时对本书的影响如此介绍。

主持人兼圆桌嘉宾王哲然老师也感慨到:“我们在中学物理阶段还要学习这本书,并不在于这本书从知识层面传达的一些事实,而是因为在方法层面和现代科学框架层面,它是我们进入现代科学的钥匙。”

王哲然老师在高山科学经典导读直播间

为何牛顿能取得如此伟大的成就?

王克迪教授认为是经验主义和理性主义两者的结合。

那么如何能成为牛顿这样出色的人?

王克迪教授分享到:“有多种因素在影响,其中之一就是勤奋。牛顿留下了55大箱子的手稿,这都是他阅读后的思考、感想,这个量是很惊人的。还有就是在合适的场合思考合适的问题,然后又正好遇到某个合适的书的指点。历史记载中并没有特别直接教过牛顿的老师,牛顿肯定是在阅读里面遇到过很合适的书,然后走对了路子。”

同时,李新征教授从当代教育角度给出建议:“我希望我们在教育学生的过程中能多去鼓励。在物理学科里,只有大家都充满了热情去做,每个人都达到一定水平后,或许才有尖儿出来。”

牛顿因此书而在被封神,三百年来有无数的人曾崇拜他、歌颂他,当代也有不少他的粉丝。但李新征教授认为:“不要过于神话一个人,客观看待牛顿。他虽然伟大,但他毕竟是个人,是人就有弱点。”

那牛顿的弱点是什么呢?

王哲然老师举了一个例子:“牛顿一生中跟许多科学家都产生过冲突,他也使用过自己的学术权力去打压一些人。”

李新征教授也分享到:“牛顿的强势,使得他本人并没有掌握微积分方法的另外一种表述(莱布尼茨的表述),而基于这种表述去发展此方法是更有前途的。与之相应,莱布尼茨之后在伯努利家族的帮助下催生出一系列法国的数学大师。”

高山科学经典圆桌对谈

与科学家一起读好书,“高山科学经典”是一个由高山科学促进中心发起的公益科普项目。邀请百位知名科学家每周导读一本科学经典书籍,引领公众参与阅读的大型科学传播公益项目,旨在提升全民科学素养、培育科学精神、传播科学思想。期望在全民学科学的时。背景下,高山科学经典能在科学传播领域尽一份绵薄之力。

高山科学经典项目书单

高山科学经典的目标是,让科学精神通过书籍,跨越地域、阶层、年龄、民族的界限,传播到每个角落、每个人心中。希望科学成为一种生活方式。与科学家们跨界对谈,让科学更有趣。

高山科学经典世界读书日发布会现场

未来,“高山科学经典”项目将打造三大重点产品:出版《高山科学经典》系列丛书;开展线上导读直播;沉淀专业级科学导读视频节目。达到出版、传播、教育多重效应。开展全民科学阅读,共同推动“科学复兴”,提升全民族科学文化素质,实现“公心大用”。 

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