04
牛顿的力
从莱布尼茨与笛卡儿的争论中可以看出在物理学建立的早期，即便是在如笛卡儿、莱布尼茨这样的顶尖睿智的头脑中，“力”的概念依然是较为含混的。无论是笛卡儿还是莱布尼茨，在其物理图像中的“力”都是物体自身拥有的某种东西的量度，更接近从推车、负重时人体肌肉的紧张或是体力的消耗中抽象出的那个自然语言中的“力量”的概念。
而我们今天熟悉的物理学中的力，即牛顿定义下的力
基础物理中所说的各种力，其实只是相互作用按照不同机制(按性质分的力，如引力、电磁力、强相互作用力、弱相互作用力)或不同效果(按作用效果分的力，如拉力、压力、支持力、阻力等)分类的“别称”。如果变换一套描述相互作用的方式，这些力甚至可以不出现。如拉格朗日力学和哈密顿力学，虽然仍是力学，也仅是对牛顿力学体系数学形式上的扩展，但其“语言体系”中已经没有我们熟悉的牛顿的力矢量(当然依然有对相互作用的描述，也可称为广义的力)。
05
动量、能量的守恒律与牛顿运动定律的关系
在基础物理的教学过程中，常常由牛顿第二、第三定律推导获得动量守恒定律，或是从牛顿第二定律推出动能定理，而后结合保守力做功得到机械能守恒定律，进而推广到能量守恒定律。于是给人一种感觉，仿佛动量守恒定律和能量守恒定律是牛顿运动定律的推论。
从前面的回顾中不难看出，无论是从碰撞问题中得到的动量守恒、动能守恒，还是重力场中的机械能守恒，乃至在电磁现象、热现象、化学现象、生命现象中广泛存在的能量守恒定律，都是基于大量实验的实验定律。伽利略、笛卡儿、惠更斯等人对动量概念的构建和完善在大约1670年前就完成了，而出生于1643年的牛顿，其力学体系的构建显然受到了这些工作的影响，或可认为是对这些基于实验的工作的公理化。将动量守恒、动能或机械能的守恒看作牛顿定律的推论是不妥的。
从现代物理的角度看，植根于大量实验事实的动量守恒定律、能量守恒定律的普适性高于牛顿定律，在牛顿定律不适用的微观、高速等必须采用相对论、量子论物理的场景下，动量守恒、能量守恒(或扩展为质能守恒)依然有效，依然是支撑物理学大厦的基石。
注
1) 笛卡儿在《哲学原理》中将运动描述为：“神是运动的初始(primary)原因；他总是保持着宇宙中相同的运动的量。”由此看出，笛卡儿的守恒思想有一定经验事实基础，但也有一定的主观信念因素。而今天物理学中的守恒观念则完全基于大量实验事实。
2) 这里带引号的“力”是指笛卡儿体系中引起运动的“被注入”的东西，或可称为“笛卡儿力”，而非我们熟悉的基于牛顿定律定义的力。
3) 这场争论持续了超过半个世纪，双方均有多位哲学家、数学家、科学家加入。
参考文献
[1] 王祖陶. 中国古代关于物质和运动守恒科学思想的发展. 自然科学史研究，1982，1(2)：97
[2] 南星. 从“活力”之争看莱布尼茨的“力”概念. 科学文化评论，2009，6(2)：61
[3] 吴童立. 巨人的对抗——作为笛卡儿反驳者的莱布尼茨动力学初探. 自然辩证法通讯，2011，33(6)：13
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来源：中国物理学会期刊网
编辑：fiufiu
