幾何學與物理學的關系——從近代科學的誕生看.pdf

1、關于近代科學的誕生問題在科學史界一直飽受爭議，雖然科學史界一致同意數(shù)學對近代科學的誕生有巨大作用，但對于“數(shù)學如何作用于近代科學”這一回答，卻鮮有科學史家能夠厘清個中關系。幾何學與代數(shù)在學科分類中歸于數(shù)學，但在笛卡爾創(chuàng)立解析幾何之前，兩者卻是兩門平行的學科，科學史家在論述數(shù)學對近代科學的重要性時，大多數(shù)描述都是關于幾何學而非代數(shù)。近代科學是“自然的數(shù)學化”這一觀點雖然沒有錯誤，但略顯寬泛。在國內(nèi)，關于近代科學“數(shù)學化”的研究并不少見，而

2、將幾何學與物理學聯(lián)系起來進行科學史研究卻并不多。
　　本文以近代科學的誕生為切入點來探究這個問題，并嘗試運用“世界圖景”這一概念來進行研究。首先，通過對“‘近代科學’何所指？”、“近代科學=物理學？”和“近代科學=數(shù)學+實驗？”三個問題的討論，澄清“近代科學”概念的基本含義;其次，從亞里士多德物理學的幾何空間與物理空間二分的失敗，愛因斯坦“G+P論題”之真義，以及重提“李約瑟問題”等三個不同側(cè)面，闡明幾何學與物理學之間的“耦合”關

3、系;再次，通過梳理幾何學演變過程中的三個本質(zhì)特征（度量、邏輯演繹和公理化）以及古代物理學特別是阿基米德的物理學將力學問題轉(zhuǎn)化為幾何學問題的傳統(tǒng)，闡明古代幾何學與物理學之間的內(nèi)在聯(lián)系;最后，通過考察伽利略將物理學幾何化，笛卡爾用幾何學構建物理學以及牛頓建構近代科學力學體系，論述了近代科學家將幾何學與物理學聯(lián)結的不同方式，以及幾何學在近代科學誕生過程中的具體作用及其影響。本文得出兩個結論:第一，由于幾何學和物理學是研究自然物體的“一體兩面”