Nguyên lý toán học của triết học tự nhiên của Newton pptx

Nguyên lý toán học của triết học tự
nhiên của Newton
Newton được thế giới công nhận là vĩ nhân, ông đã tổng kết được những
thành tựu về lực học thiên thể và lực học trái đất, ông tổng kết được khái
niệm cơ bản về lực học kinh điển, ông đưa ra định luật 3 Newton và định
luật vạn vật hấp dẫn, từ đó ông xây dựng được hệ thống lực học kinh
điển. Ông cũng phát minh tích phân và vi phân có tác dụng chứng minh
và suy luận phân tích các công cụ toán học mới, và trên cơ sở diễn địch
ông đã thành lập được toàn bộ hệ thống lực học, khiến cho lực học trở
thành một ngành khoa học thật sự. Những thành tựu vĩ đại này đã được
ghi lại trong cuốn tự truyện của Newton, đó là cuốn Nguyên lý toán học
của triết học tự nhiên.

Newton (1642 - 1727) sinh ra trong một trang trại nhỏ ở Anh. Ông được
người đời sau coi là "siêu nhân của các thiên tài", lúc nhỏ không biểu
hiện là người có trí thông minh và trí tuệ đặc biệt. Do bố mất sớm, mẹ đi
lấy chồng khác nên ông không được sống trong cảnh giàu sang và cũng
không có môi trường giáo dục tốt. Ông đã dựa vào sự cố gắng học tập và
sự vượt qua khó khăn trong thời kỳ trung học và Đại học để đạt được trí
tuệ hơn người và sức sáng tạo phi phàm.

Không có gì quở trách khi Newton trở thành người khổng lồ trong lĩnh
vực khoa học, nhưng ông lại chỉ coi mình "là người đứng trên vai những
người khổng lồ", còn Einstein lại cho rằng: "Số phận đã khiến ông trở
thành bước chuyển ngoặt lịch sử của lí trí nhân loại". Khi Newton ra đời
vào nửa đầu thế kỷ XVII thì khoa học tự nhiên đã bắt đầu có những
bước phát triển lớn. Trong lĩnh vực thiên văn, "Thuyết nhật tâm" của
Copernik đã đi vào lòng người, Kepler đã phát hiện ra 3 quy luật lớn của
sự vận động hành tinh, chính sự phát triển của thiên văn học đã mở ra
một con đường mới. Trong lĩnh vực lực học, Galilei đã sáng lập ra động
lực học, ông phát hiện ra định luật vận động của vật rơi tự do và định

luật quán tính, ông mở ra con đường nghiên cứu luận chứng toán học và
thực nghiệm định lượng, ông mở được cánh cửa của vật lý học. Trong
lĩnh vực toán học, Deseartes đã phát minh ra hình học giải tích, ông đã
đem đại lượng biến đổi vào toán học làm cho có thể biểu đạt số lượng
giữa biến hóa và vận động. Ngoài ra còn có những thành quả nghiên cứu
bước đầu của Huygens về lực li tâm, những dự đoán của Boyle và
Hooke về lực hấp dẫn của sự vận động các hành tinh. Tóm lại, việc tiến
hành tổng hợp những thành quả lớn trong việc nghiên cứu lực học thiên
thể và lực trái đất đã tạo ra thời cơ chín muồi để tạo lên hệ thống lực học
kinh điển, hơn nữa kinh tế chủ nghĩa tư bản Châu Âu đã có những bước
phát triển lớn, việc phát triển xã hội đòi hỏi khoa học tự nhiên phải đưa
ra nhiều sự giải thích và hướng dẫn hơn.

Newton trong những năm học đại học đã từng học và nghiên cứu 3 định
luật của Kepler, những thí nghiệm về vật rơi tự do của Galilei, lý luận
vòng xoáy của Descartes. Năm 1665, khi về quê tránh bệnh địch truyền
nhiễm, ông bắt đầu nghiên cứu vấn đề trọng lực, ông định đưa vào lực
của trái đất để chỉ rõ sự vận động của hành tinh. Đồng thời ông đã bước
đầu định hình "phương pháp hữu số” (phương pháp tích phân vi phân),
và tiến hành thí nghiệm khoa học phân giải ánh sáng mặt trời. Năm
1667, Newton trở lại Trường Đại học Cambridge ông trở thành thành
viên nghiên cứu của Học viện Tam nhất, ông tiếp tục nghiên cứu lực
học, quang học, toán học. Năm 1669, Giáo sư Bassou - thầy giáo của
Newton cho rằng tài năng và trình độ học vấn của Newton vượt hơn
người một bậc do vậy ông đã chủ động nhường chức vị Giáo sư cho
Newton, người mới tròn 26 tuổi. Năm 1672 Newton trở thành thành viên
của hội học thuật Hoàng gia Anh, về sau ông trở thành hội trưởng của
hội học thuật hoàng gia Anh cho đến khi qua đời. Năm 1684 ông lại một
lần nữa nghiên cứu lý luận về lực hấp dẫn và đạt được thành quả to lớn,
được đồng nghiệp đánh giá cao. Năm 1686, dưới sự đốc thúc của Haliey

và bạn bè, Newton bắt đầu viết cuốn Nguyên lý toán học của triết học tự
nhiên, cuốn sách tổng kết và đưa ra những thành quả nghiên cứu của
Newton trên lĩnh vực lực học và toán học.

Nguyên lý toán học của triết học tự nhiên (dưới đây gọi tắt là Nguyên ly)
được xuất bản năm 1667, năm 1713 được tái bản lần 2, năm 1725 trước
khi Newton qua đời 2 năm được hiệu đính lại và tái bản lần thứ ba.

Trong lời tựa của cuốn Nguyên lý Newton có viết: "Những nghiên cứu
của chúng tôi không phải là kỹ thuật mà là khoa học, không phải do sức
của con người mà do sức của tự nhiên", "nghiên cứu của chúng tôi là
nguyên lý toán học của lý luận tự nhiên", "toán học thúc đẩy vật lý học",
"lấy hiện tượng tự nhiên quy tụ trên các định lý toán học". Có thể thấy
những ý kiến của Newton rất xa rộng. Mục đích cơ bản của ông là dùng
nội dung vật lý học và phương pháp toán học để xây dùng một hệ thống
triết học tự nhiên mới (lý luận tự nhiên), xác lập một sự giải thích lực
học cho các hiện tượng tự nhiên.

Chính văn (phần chính) của cuốn Nguyên lý gồm ba phần. Trước phần
chính này còn có hai đoạn luận dẫn, mặc dù độ dài của hai đoạn này chỉ
chiếm 4% toàn cuốn sách nhưng nội dung của nó lại đặc biệt quan trọng.

Đoạn dẫn thứ nhất là "Thuyết minh và phụ thuyết minh”. Ở đoạn này
Newton đưa ra một số định nghĩa của một số khái niệm cơ bản trong lực
học như: chất lượng, động lượng, lực, đưa ra một số mô tả về tính chất,
tác dụng cách đó lực hướng tâm. Sau đó ông đưa ra khái niệm mới về
không gian tuyệt đối và thời gian tuyệt đối, ông xây dựng quan niệm của
mình về thời gian và không gian tuyệt đối. Quan niệm thời gian và
không gian tuyệt đối của Newton đến nay có rất nhiều hạn chế, nhưng
tác dụng của nó đối với quy tắc lực học của Newton là không thể thiếu

được.
Đoạn dẫn thứ hai là "Định luật và định lý cơ bản của vận động". Ở đoạn
này Newton trình bày 3 định luật vận động. Định luật 1 là định luật
quán tính: "mỗi một vật nếu không bị một lực bên ngoài ảnh hưởng làm
nó thay đổi tình trạng thì nó sẽ duy trì ở dạng tĩnh ban đầu hoặc là nó
sẽ chuyển động với vận tốc không đổi trên 1 đường thẳng". Định luật 2
là định luật vận động: Những thay đổi của vận động tỷ lệ thuận với lực
thực hiện đồng thời cũng nảy sinh phương hướng tác dụng của lực đi
theo". Hai định luật này đã được Galilei phát hiện hoặc tiếp xúc qua,
Newton chỉ là người làm cho định luật này rõ ràng và có tính khái quát
hơn. Định luật 3 là định luật về lực tác dụng và tác dụng trở lại của nó,
đây là định luật mà Newton là người đầu tiên đưa ra. Có 3 định luật này
thì sự miêu tả vận động của lực học đã quá đầy đủ rồi. Sau 3 định luật
này còn có 6 suy luận. Có nguyên lý phân giải và hợp thành của lực,
nguyên lý của chuyển động đều và tính tương đối của nó, ngoài ra còn
có nguyên lý quan trọng: nguyên lý bảo toàn động lượng

Tiêu đề của phần 1 trong chính văn là "Luận bàn về sự vận động của vật
thể”, phần này chia làm 14 chương. Chủ yếu nghiên cứu mối quan hệ
giữa lực và quỹ đạo của vật chuyển động dưới tác dụng của lực hấp
dẫn. Trong điểm thứ nhất là đưa ra điểm -quan trọng của tích phân và
vi phân, lấy nó để xác định những lượng nhỏ vô hạn. Trọng điểm thứ
hai là dùng phương pháp cực hạn để vận dụng những lượng nhỏ vô
cùng để giải thích ý nghĩa đúng đắn định luật của Kepler. Ví dụ, ông đã
chứng minh được mối quan hệ giữa tác dụng của lực hấp dẫn với định
luật diện tích của Kepier, suy luận ra lực hấp dẫn tỷ lệ thuận vôi bình
phương khoảng cách. Ở phân một này Newton còn đưa ra bản tính lực
học của quang học, nhưng ông lại đưa ra một kết luận sai lầm: “Tốc độ
của ánh sáng khi qua chất môi giới ánh sáng xuyên qua chậm lớn hơn
tốc độ của ánh sáng khi qua chất môi giới ánh sáng xuyên qua nhanh".

Tiêu đề của phần hai vẫn là: "Luận bàn sự vận động của vật thể" nhưng
ở đây chủ yếu bàn luận đến sự vận động của vật thể khi gặp trở ngại.
Phần này có 9 chương. Đầu tiên thảo luận vấn đề vật chuyển động chịu
lực trở ngại tỷ lệ thuận với tốc độ hoặc bình phương tốc độ, tiếp đó là
thảo luận lực tĩnh của thể lỏng và một số luận đoán định lý của động
lực học. Chương cuối cùng nghiên cứu sự chuyển động vòng xoáy của
chất lỏng, chỉ rõ chuyển động vòng xoáy không thể khiến hành tinh
tuân theo 3 định luật của Kepler, từ đó nhủ định giả thuyết của
Descartes hành tinh chuyển động theo vòng xoáy.

Tiêu đề của phần 3 là "Luận bàn về hệ thống vũ trụ”, dùng các nguyên lý
các định luật cơ bản của lực học để giải thích các hiện tượng trong vũ
trụ. Phần quan trọng nhất là Newton đã trình bày một cách rõ ràng định
luật vạn vật hấp dẫn, đồng thời vận dụng định luật này để giải thích
chuyển động của hành tinh, vệ tinh, sao chổi, hiện tượng thủy triều và 2
cực hình bầu dục của trái đất.

Ở phần này Newton còn trịnh trọng đưa ra "quy luật suy luận của triết
học tự nhiên, mà cho đến nay vẫn rất quan trọng.

Quy luật một: "Ngoài những cái chân thực và đã đủ để thuyết minh
hiện tượng của nó ra, không cần phải tìm kiếm nguyên nhân khác trong
sự vật của giới tự nhiên bởi vì giới tự nhiên thích đơn giản hóa, không
thích dùng thừa nguyên nhân để khoe khoang mình".

Quy luật hai: "Đối với cùng một kết quả trong giới tự nhiên, cần phải
làm hết khả năng quy nó về cùng một nguyên nhân".

Quy luật ba: "Thuộc tính của vật thể, phàm là những cái vừa không thể

tăng mạnh cũng không thể giảm yếu, lại là những cái mà mọi vật thể
đều có trong phạm vi thực nghiệm của chúng ta có thể làm được thì
được coi là thuộc tính phổ biến của mọi vật thể".

Quy luật bốn: "Trong triết học thực nghiệm, chúng ta phải coi những
mệnh đề được dẫn ra từ trong các hiện tượng vận dụng phép quy nạp
bình thường là hoàn toàn chính xác, hoặc là cực kỳ gần sát với chính
xác. Tuy có thể tưởng tượng ra bất cứ giả thuyết nào tương phản với nó
nhưng trước khi không xuất hiện hiện tượng khác, đủ để khiến nó chính
xác hơn hoặc xuất hiện ngoại lệ thì vẫn phải xem xét như thế".

Quy luật một của Newton trên thực tế là nguyên tắc có tính đơn giản.
Quy luật hai chính là nguyên tắc có tính thống nhất. Đối với nghiên cứu
khoa học tự nhiên nguyên tắc có tính đơn giản là hợp lý và lại phù hợp
với mỹ học của khoa học kỹ thuật, nó luôn luôn là một trong những tiêu
chuẩn cơ bản để người ta tiến hành đánh giá lý luận khoa học. Nó có
tính thống nhất, nhìn thấy tính thống nhất và tính tương tự trong giới
tự nhiên. Nó cổ vũ và giúp đỡ người ta một cách hữu hiệu khi tìm tòi
càng nhiều quy luật tự nhiên hơn. Quy luật ba và quy luật bốn xét về
góc độ phương pháp luận và nhận thức luận cũng có sự chỉ đạo chính
xác đối với nghiên cứu khoa học. Quy luật ba nhấn mạnh sự kết hợp
giữa kinh nghiệm và lý tính. Quy luật bốn khẳng định tính khoa học của
phép quy nạp và không cho rằng "quy nạp vạn năng" từ đó tránh được
sự bất khả tri luận của chủ nghĩa hoài nghi, cũng tránh được thuyết duy
thực máy móc của phép siêu hình. Trên thực tế hai quy luật ba và bốn
đã ngầm chứa quan hệ biện chứng chân lý tương đối và chân lý tuyệt
đối cùng với quy luật phát triển và sự kiểm nghiệm của chân lý.

Ở thời đại của Newton, khoa học và triết họ không hề tách riêng, từ
"triết học" có hàm ý là khoa học và triết học. Cuốn sách Nguyên lý chủ

yếu lập công ở phương điện khoa học còn về mặt tư tưởng triết học
cũng có sự nhìn thấu siêu quần. Nó không chỉ là cột mốc đánh đấu
trong lịch sử khoa học mà còn là ngọn đèn hoa tiêu trong nghiên cứu
khoa học. Nguyên lý vừa xuất bản đã giành được sự ca ngợi của các nhà
khoa học và triết học. Nhà thiên văn học Laplace của thế kỷ XVIII cho
rằng: Nguyên lý đã đạt đến giới hạn cao nhất mà khoa học vật lý có thể
dạt tới", là "kiệt tác vượt trên mọi sản phẩm của trí tuệ loài người". Khi
nhìn lại những thành tựu của Newton, Einstein của thế kỷ XX đã nói:
"Trước và sau ông đều không có ai có thể quyết định được phương
hướng của tư tưởng, nghiên cứu và thực tiễn phương Tây như ông".