《宇宙體係》封麵

內容簡介

《宇宙體係》是艾薩克·牛頓為他的經典著作《自然哲學的數學原理》第三編所寫的初稿,是科學史上的一部重要文獻,用力學原理構建了人類歷史上首個關於宇宙運行的完備科學體係。

本書共78篇論題,簡述了《自然哲學的數學原理》中前兩卷所建立的原理,再將這些原理用於太陽係和彗星實際運行軌道的推算上,通俗地闡述了萬有引力定律的普遍性,並由此研究了地球的形狀,解釋了歲差和海洋的潮汐,探究了月球的運動,同時確定彗星的軌道。在本書中,牛頓沒有構建抽象的數學模型,而是結合天文現象來分析,隻使用了少量的數學語言,便將這些令人感興趣的內容解釋清楚,使得其內容適合大眾讀者閱讀。

本書附錄部分收錄了《牛頓略傳》《牛頓研究》和《空間、引力與無限性》,介紹了牛頓的生平和主要成就,以及當時主要的科學家、哲學家對牛頓的主要學術觀點的論戰和評價,是閱讀《宇宙體係》時重要的補充和參考資料。

作者簡介

艾薩克·牛頓(1643—1727年),著名物理學家、天文學家和數學家,被公認為有史以來最偉大和影響最深遠的科學大師。他於1661年求學於劍橋大學三一學院,1665年畢業,並提出二項式定理,次年發現萬有引力定律、創立了微積分學說,並開始光譜和望遠鏡的研究。1864年,他開始寫作《自然哲學的數學原理》,1703年任英國皇家學會會長,1705年被安妮女王封為爵士。

目錄

目錄contents
編者序/1
宇宙體係/1
[1]天體是運動的…………………………………………………………………(2)
[2]在自由空間中圓周運行的原則………………………………………………(3)
[3]向心力的作用…………………………………………………………………(4)
[4]確定的證據……………………………………………………………………(5)
[5]凡行星皆存在向心力,向心力指向每個行星的中心………………………(7)
[6]向心力與到行星中心的距離平方成反比……………………………………(8)
[7]遠距離行星繞太陽運行,其接近太陽的半徑所掠過的麵積正比於時間…(10)
[8]控製地外行星的力不指向地球,而指向太陽………………………………(12)
[9]在所有行星空間裏,環繞太陽的力與到太陽的距離平方成反比…………(13)
[10]環繞地球的力,與到地球距離的平方成反比。這一結論以地球是靜止的為
假設……………………………………………………………………………(13)
[11]假設地球在運動,也能有同樣的證明………………………………………(14)
[12]向心力反比於到地球或其他行星的距離平方,這也可由行星的偏心率和回
歸點的緩慢運動證實…………………………………………………………(15)
[13]指向各個行星的力的強弱;強大的環日力……………………………………(16)
[14]弱小的地球力…………………………………………………………………(17)
[15]行星的直徑……………………………………………………………………(17)
[16]視直徑的更正…………………………………………………………………(18)
[17]為什麼一些行星密度小,另一些密度大,且所有行星的力皆與該星的質量
成正比…………………………………………………………………………(20)
[18]天體還展示了力與被吸引物體間的另一種類似關係………………………(21)
[19]地球表麵物體亦遵循此規律…………………………………………………(22)
[20]類推的同類性…………………………………………………………………(24)
[21]類推的一致性…………………………………………………………………(24)
[22]相對極小的物體,吸引力微不足道…………………………………………(25)
[23]朝向地表的力,和物體量成正比……………………………………………(25)
[24]這說明,指向天體的是同樣的力……………………………………………(26)
[25]這種力隨著行星表麵向外而與距離的平方成反比遞減,向裏則與到行星中
心的距離成正比減小…………………………………………………………(27)
[26]力的強度以及在個別情況下引起的運動……………………………………(28)
[27]所有的行星皆圍繞太陽運行…………………………………………………(28)
[28]太陽和所有行星的公共重心處於靜止狀態;太陽以非常慢的速度運動;太
陽運動的解釋…………………………………………………………………(30)
[29]行星繞太陽旋轉,形成橢圓,其焦點位於太陽中心﹔其接近太陽的半徑
所掠過的麵積,與時間成正比………………………………………………(30)
[30]軌道的大小,及其遠日點和交點的運動……………………………………(32)
[31]天文學家早已清楚的一切月球運動,都可根據上述原理推出……………(33)
[32]由此可以推導出一些不規律運動,但迄今為止未能觀察到………………(34)
[33]月球到地球的距離(在既定時刻)…………………………………………(35)
[34]由月球的運動,推導出木星和土星的運動…………………………………(35)
[35]行星繞自身軸均勻地相對於恒星旋轉,這一運動良好適用於測量時間…(36)
[36]月球以類似方式繞其軸自轉,由此產生了天平動…………………………(37)
[37]地球與行星的二分點歲差和軸的天平動……………………………………(38)
[38]海洋每天必定漲落各兩次,且在日月到達地方子午線後的第3小時,水位最高………………………………………………………………………………(38)
[39]在日月位於朔望點時潮汐最大,在方照點時潮汐最小,且發生在月球到達子午線後的第3小時;在朔望點和方照點以外,潮汐產生的時間會從第3小時,稍微移向太陽達到中天後的第3小時………………………………………(39)
[40]當日月最接近地球時,潮汐最大……………………………………………(40)
[41]二分點時潮汐最大……………………………………………………………(40)
[42]在赤道外地區,大小潮汐交替出現…………………………………………(41)
[43]潮汐差因外加運動的持續而減小,最大潮汐可能在每個月朔望後的第3次潮汐出現…………………………………………………………………………(42)
[44]海洋運動會受海底阻礙而減速………………………………………………(43)
[45]海底和海岸的阻礙帶來了各種現象,例如大海每天也許隻漲潮一次……(44)
[46]潮汐在海峽中的漲落時間,要比在海洋的漲落時間更不規律……………(45)
[47]較大且較深的海洋裏,潮汐較大;大陸海岸的潮汐比海洋中央島嶼的潮汐更大;以寬闊通遒麵朝大海的淺海灣,潮汐也更大………………………………(46)
[48]從前文所講的原理可推斷月球運動受太陽擾動的力………………………(47)
[49]計算太陽對海洋的吸引力……………………………………………………(48)
[50]計算太陽在赤道處引起的潮汐高度…………………………………………(48)
[51]計算在緯線圈上由於太陽引力產生的潮汐高度……………………………(50)
[52]在朔望時和方照時,赤道上潮汐高度的比例,取決於太陽和月球的共同吸引力………………………………………………………………………………(51)
[53]計算導致潮汐的月球吸引力,以及由此引發的潮汐高度…………………(51)
[54]太陽與月亮的引力難以覺察,唯有在海麵湧起潮汐時才能被察覺到……(52)
[55]月球密度約為太陽的6倍……………………………………………………(53)
[56]月球與地球的密度比約為3∶2………………………………………………(54)
[57]恒星的距離……………………………………………………………………(55)
[58]彗星可見時,根據經度上的視差可知它們比木星更近……………………(56)
[59]緯度視差也可以證明這一點…………………………………………………(56)
[60]視差也證明這一點……………………………………………………………(57)
[61]彗頭的光表明彗星位於土星軌道附近………………………………………(57)
[62]它們下落至遠遠低於木星軌道之處,有時低於地球軌道…………………(59)
[63]彗尾在鄰近太陽處的顯著光輝也證實了這一點……………………………(60)
[64]在其他情況相同時,根據彗星頭部的光可以推斷它接近太陽時的光線大
小………………………………………………………………………………(63)
[65]太陽區域的大量彗星,可以證實相同的結論………………………………(64)
[66]在彗星頭部越過與太陽的結合點之後,彗尾的量級和亮度要比相合之前的大,這也確證了這一點……………………………………………………………(65)
[67]彗星尾部由彗星大氣產生……………………………………………………(65)
[68]空氣和蒸汽在天空中十分稀薄,非常少的蒸汽就足以解釋彗尾的現象…(67)
[69]彗尾以何種方式從其頭部產生?……………………………………………(69)
[70]彗星的不同表現證明了彗尾來自大氣………………………………………(70)
[71]由彗尾可知,彗星有時進入水星軌道………………………………………(71)
[72]彗星按圓錐曲線運動,其中的一個焦點位於太陽中心,引向該中心的半徑所掃過的麵積與時間成比例……………………………………………………(72)
[73]這些圓錐曲線近似於拋物線,而這可根據彗星速度推斷出來……………(73)
[74]彗星畫出的拋物線軌道穿過地球軌道球體的時間長度……………………(73)
[75]1680年彗星通過地球軌道球體的速度………………………………………(75)
[76]它們不是兩顆彗星,而是同一顆;我們可以更精確地測定,該彗星以什麼樣的速度沿怎樣的軌道穿越天空………………………………………………(76)
[77]表明彗星運動速度的其他例子………………………………………………(77)
[78]可確定彗星運行的軌道………………………………………………………(77)
附錄/85
牛頓略傳/86
牛頓研究/138
空間、引力與無限性/216
A惠更斯和萊布尼茨論宇宙引力……………………………………………(216)
B能責備他不這樣做的人,也不是惠更斯…………………………………(249)
C重力是物質的基本性質嗎?………………………………………………(262)
D虛空與廣延…………………………………………………………………(281)
E羅奧和克拉克論吸引………………………………………………………(287)
F哥白尼和開普勒論重力……………………………………………………(291)
G伽桑狄論引力和重力………………………………………………………(294)
H胡克論重力與吸引…………………………………………………………(299)
Ⅰ伽桑狄論水平運動…………………………………………………………(306)
J運動狀態和靜止狀態………………………………………………………(308)
K笛卡爾論無限和無定限……………………………………………………(313)
L上帝與無限…………………………………………………………………(315)
M運動、空間和位置…………………………………………………………(319)
人名譯名對照表/325
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最後修改:2024 年 12 月 30 日