牛顿的运动定律是否可视为力学的第一性原理?

Cheryl Jones
Cheryl Jones
Philosophy student, exploring first principles in ethics.

这得分情况来看。在某个范围内,它绝对是;但在更广的范围里,它又不是了。

你可以这么理解:把“第一性原理”想象成一套游戏最底层的规则,所有玩法和技巧都是基于这套规则衍生出来的。

在“经典力学”这个游戏里,牛顿定律就是最底层的规则。

我们日常生活中接触到的几乎所有运动现象,比如你扔一个球,苹果从树上掉下来,汽车怎么刹车,火箭如何升空……这些都属于“经典力学”的范畴。在这个范畴里,牛顿的三大定律就是我们分析和解决所有问题的出发点和基石。我们不会去问“为什么力等于质量乘以加速度?”,我们直接接受它,并用它来推导其他所有东西。所以,对于经典力学来说,牛顿定律就是当之无愧的“第一性原理”。

但是,物理学的世界比我们日常看到的要大得多。

当物体遇到两种极端情况时,“经典力学”这套游戏规则就不好使了,我们需要换一套更底层的游戏规则:

  1. 当物体运动得特别快,接近光速时:这时候牛顿定律会出差错,我们得用爱因斯坦的相对论。相对论有它自己的第一性原理,比如“光速不变原理”。
  2. 当物体特别特别小,小到原子、电子这个级别时:这时候牛顿定律也完全失效了,我们得用量子力学。量子力学也有一套自己的、甚至可以说是非常颠覆常识的第一性原理。

总结一下:

你可以把牛顿定律看作是“经典力学”这座宏伟大厦的地基(第一性原理),我们日常生活中99.9%的力学问题都在这座大厦里。但它不是整个物理学(包含了相对论、量子力学等所有建筑)的唯一地基。

所以,如果你是想理解我们身边的世界是如何运作的,那么把牛顿定律视为力学的第一性原理,是完全正确且非常有效的。