张欣怡

摘 要：牛顿第一定律的发展不仅经历了亚里士多德、伽利略、笛卡儿和牛顿，中间还经过许多人的努力，才使得它不断的发展和完善，在教学中呈现一个完整的牛顿第一定律发展史具有重要的教育意义。

关键词：牛顿第一定律 物理学史教育 意义

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：1672-1578（2018）12-0039-01

一般人们认为牛顿第一定律的发展仅仅经历亚里士多德、伽利略、笛卡儿和牛顿，这个认识是不完整的，它的发展和完善还经过许多人的努力，这值得探讨。

1 亚里士多德的运动观

亚里士多德把运动分为自然运动和强迫运动。他错误的把力与速度直接联系起来，表面上能解释一些日常现象，还包含静止惯性的观点，但实际是错误的。

这是由于当时生产力不发达，思想受宗教束缚，没掌握科学的方法致使他得到错误的结论。并延续了2000多年，阻碍科学的进步，但无法忽略他在学术领域的成就和影响。他是当时的集大成者，在科学上做出了巨大的贡献，不应把他看作阻碍科学进步的代表，一味地进行批判，可借鉴哈佛大学的校训来客观评价。

2 古代对惯性定律的认识

公元前342-270，伊壁鸠鲁曾猜想：原子在虚空运动而没任何东西与它们发生碰撞时，一定以相等的速度运动，直到有东西从外部阻止它们，或原子本身的重量与打击它的物体发生反作用而受阻。他把等速运动看作惯性运动的一种表述，这实际是对惯性运动最早的表述，但这只是一个猜想。

3 冲力说的作用

公元6世纪，约翰.菲劳波诺斯在否认天体是神推动时，提出上帝赋予天体一种冲力，它不随时间消逝，维持物体永远运动。奥姆卡从磁现象中想到超距作用，运动的物体不一定需要另一物体维持推动。布里丹又提出两条论证：陀螺旋转时并不改变位置，也没持续不断的形成虚空，但它仍在外力消失时转动；一根尾端切平的标枪并不比一根尾端也是尖的标枪飞得更快，他认为这是冲力在起作用，冲力大小和物体密度、体积以及初速度成正比。较亚里士多德的说法更接近惯性概念，在某种程度上为惯性定律提供思路，推动惯性定律的产生。

4 伽利略的惯性运动思想

伽利略提出对接斜面实验：任何速度一旦施加给运动的物体，只要除去加速或减速的外因，此速度就可保持不变；这只能发生在水平面上。有人认为可把这看作是伽利略掌握惯性定律的证据，事实上不行。因为他把重量看作物体固有的内在原因，设想重力不起作用，物体只能做匀速运动，“水平面”即与地球同心的球面上，这只能是圆周运动；宇宙总是有限的，所以物体做无限延长的直线运动是不存在的。可见这只对地表附近短程运动的物体才存在，它多处掺杂想象的说法，结论无法直接用斜面实验加以论证。

5 托里拆利的认识

托里拆利在论述抛射体运动“连接在一起的两个物体如果它的重心不下降，那它将不会自动的运动”他将这原理格式化，使它成为普遍的惯性定律。在事實上议论了惯性定律，但没认识到该定律的基本意义，也没使它完全格式化，但在正确理解力学的抽象特性方面他超出了当时的一般水平。

6 笛卡儿的惯性定律

笛卡儿在《哲学原理》中写道：如果物体处于运动中，并无其他原因作用，它将继续以同一速度在同一直线上运动，既不停止也不偏离原来的方向。这把惯性定律作为普遍的守恒原理的一种特殊情况，确立了惯性定律在整个自然哲学中，特别是关于局部事物机械运动的基础地位。不仅认为自然运动是沿直线前进，突破了伽利略所设想的“水平面”运动的局限，还给出了近代力学惯性定律的准确描述。

他首次将惯性定律作为一个原理而确立起来，意识到力是产生加速度的原因，比伽利略的表述更加明确。也首次提出用数学方法构造囊括整个宇宙的自然哲理的合理体系，但没从原理的高度上把这个关系概括和定量表达出来。

7 牛顿的提炼与升华

牛顿把惯性作为物质的固有性质定义下来。惯性原理的确立表明运动的物体可以继续保持自己的运动，不需要别的物体推动，彻底破坏亚里士多德运动理论的基础，成为牛顿第一定律的内容。牛顿从原理的高度概括了力与运动的关系并将它定量的表述出来，即：力是改变物体运动状态的原因，而不是维持物体运动状态的原因，从此惯性定律成为力学理论的基础。所以牛顿第一定律才是真正意义上的惯性定律。

8 结论

牛顿第一定律的建立经历了几个不同的历程，这中间经过许多人的努力，才使得牛顿第一定律不断的完善和发展。同样这也是物理学史发展的一个缩影，每个历史发展的成果都离不开每一代科学家严谨治学的风格和追求真理的态度，需要不断的付出努力才能使科学进步，不断的发展。

完整的物理学史可以有效地激发学生物理学习的兴趣，和物理学家一起经历思考的过程，尤其是面临物理学发展的时候，会引起学生的思考，学生经过比较、批判，可以有效地理解物理知识的内涵，从而形成科学的物理学习的思想。

参考文献：

[1] （日）广重彻.物理学史[M].求实出版社，1998.

[2] 谷世义.物理学史简编[M].天津科学技术出版社，1990.