伟大的科学家牛顿在他的划时代巨著《论自然哲学的数学原理》中曾记载了牛顿对万有引力的一段评述：迄今为止，我只是用引力解释月球绕地球的运动及潮汐现象，引力的本质尚未可知，引力是客观存在的，这就足够了。平淡的评述折射出牛顿的谦逊和“实事求是”科学精神。

毛泽东同志对“实事求是”是这样解释的：“‘实事’就是客观存在着的一切事物，‘是’就是客观事物的内部联系，即规律性，‘求’就是我们去研究。”搞科学研究，必须坚持“实事求是”科学精神才能建立起科学的理论。

牛顿的“实事求是”科学精神表现在建立他的引力理论整个过程之中。牛顿说过：“实验科学只能从现象出发，并且只能用归纳来从这些现象中推演出一般的命题。”牛顿把伽利略“地上的”物体运动规律与开普勒“天上的”星球运动规律天才地联系起来：既然石头、苹果并不存在人为运动和自然运动的区别，为什么这一点不能推广到天体中去呢？闪电般的革命思想掠过牛顿的脑际，牛顿要从“苹果落地”与“月球运动”的“实事”中，去求“是”，促使这位有心人耗费几十年时间持续不断地深入研究。牛顿利用惠更斯关于向心加速度的研究，作出了“行星依靠向心力，可以保持在一定的轨道上。”的设想。提出“月球受到的向心力就是重力”的假说，并试图用数学证明“地球和月球之间的吸引力反比于距离的平方。”牛顿通过研究，他综合出了引力的万有性，这是他发现万有引力定律的关键。

牛顿的“实事求是”科学精神还表现在他的严谨的科研品行，牛顿一般不轻易公布他的科学发现，须经过严格的数学方法证明以后，且都在他人的催促下才公开发表。事实上，牛顿科学生涯中第一个重大成果是 1664～1665年冬天发现的二项式定理，是在莱布尼兹的要求下，迟至 1676年才正式公布。

17世纪 80年代，行星绕日运动的轨道究竟是什么样？这是当时科学界所关心的问题。这问题答案的公开和牛顿的《原理》出版密切相关 ,科学史上已有生动的记载。1684年1月 C.雷恩、哈雷和胡克3位英国当时科学界著名人士在伦敦相叙讨论行星运动轨道问题。胡克虽说他已通晓，但拿不出计算结果。于是牛顿的好友哈雷专程去剑桥请教牛顿。牛顿告诉哈雷他自己已计算过了，肯定地说，行星绕日轨道是椭圆；但是手稿因压置多年一时找不到，应允重行计算，约期 3个月后交稿。哈雷如约再度访剑桥,牛顿交给一份手稿《论运动》，哈雷大为赞赏。牛顿在此稿基础上，另写一书《论物体运动》， 1684年12月送交英国皇家学会。此书第一部分主要相当于后来的《原理》第一编及第二编；而其余部分成为《原理》的第三编。哈雷怂恿牛顿写成《原理》全书公开出版，由他出资印刷，并亲自督校。 1687年7月《自然哲学的数学原理》第1版问世 , 时距1664年牛顿开始思考并进行草算，已经过了 23年。

牛顿的“实事求是”科学精神还表现在他的追求数学美。数学对科学、尤其是对物理学的重要性是怎样强调也不为过的。列奥纳多·达芬奇曾写道：“人类的任何研究活动，假如不能够用数学证明，便不能称之为真正的科学。”哲学家罗杰·培根也说过：“数学是进入各种科学的门户，是钥匙…。没有数学知识，就不可能知晓这个世界中的一切。”牛顿在建立引力理论过程中，他不仅有对客观对象的定性说明，而且有关于客观对象的定量表述。在追求关于引力的综合的定量表述过程中，他上下求索，冥思苦想，并发明微积分以至用微分关系式来显示这种综合的定量表述。牛顿运用微积分的方法严格证明了一条重要定理：密度均匀或各层密度均匀的球体对球外一点的吸引力，相当于这球体的各部质量集中在球心所产生的吸引力。牛顿现在感到完全有理由把太阳系的各个天体都可看成质点，这样便可将物理问题化为数学问题来处理。牛顿说过：在没有用数学证明这个定理之前，丝毫没有料到是这样美妙的结果——宇宙的全部机制就立刻展现在人们面前。

我们面对的自然界，是一个由各种物体相互联系、相互作用构成的系统总体。正是这种相互作用，才构成了事物的运动。相互作用是从现代自然科学的观点考察整个运动着的物质时首先遇到的东西。可是，物体之间的相互作用是怎样进行的，这却是人类探索过很长时间而没有找到答案的老问题。牛顿所提供的答案是，自然界各种物体相互联系相互作用，是物质粒子在空间运动的结果，而支配这种运动的，则是各种各样的力。牛顿还认为，这些力，是相隔一定距离的物体之间存在着直接的、瞬时的作用，不需要任何媒质的传递，也不需要任何传递时间。这就是牛顿的超距作用的观点。他就是用这种观点去解释万有引力、化学亲和力和内聚力等现象的。在牛顿身上，权威效应太强烈了。他的万有引力定律，概括了大至天体运行，小至苹果落地的规律，给世人留下极深刻的印象。因此，他的超距作用的观点，在许多人心目中也就成了无可置疑的绝对真理。倒是牛顿自己，对超距作用的观点持保留态度，甚至认为它可能是谬误。他说：“……引力对于物质是天赋的、固有的和根本的。因此，没有其他东西的媒介，一个物体可超越距离通过真空对另一物体作用，并凭借和通过它，作用力可以从一个物体传递到另一个物体，在我看来，这种思想荒唐之极，我相信从来没有一个在哲学问题上具有充分思考能力的人会沉迷其中。”

在牛顿谢世以后的三个多世纪中，人类从没有停止对引力理论及引力本质的探索。英国科学家法拉第虽然不是出身科班，但有一个宝贵品质，即不随波逐流、对于缺乏实验事实根据的普遍流行的超距作用观点，不愿不加思索地随声附和。他从大量实验事实出发，提出了对超距作用观点的怀疑。 10余年的观察、思考使他深信，“物质到处存在，没有不被物质占有的空中地带”，电力和磁力都不能凭空传递。在与超距作用观点截然不同的法拉第的新思想中，一个杰出的重要概念是“力线”，他用图示法来表述这一概念。他设想一种曲线，这种曲线上任意一点的切线方向，都和磁场在这一点上的方向一致，他把这种曲线叫做“磁力线”。他认为，磁力线可以布满广袤的空间，可以用磁力线的疏密来表示磁场强度的大小。他确信，这种力线不只是几何的，而且具有实在的物理性质。同样的方法，又被法拉第用于电场，因此而得出了“电力线”概念。这样看来，电荷周围的空间也不再是一无所有了，而是布满了向各个方向散发出去的力线，电荷，就是力线的起源。法拉第的图示是了不起的创造。它鲜明、形象地解答了环状导线在两个磁极中间运动，是产生感应电流的必要条件。由于两个磁极之间的空间充满了实实在在的磁力线，根据电磁感应定律，当磁力线被环状导线切割时，导线所形成的电路中就会有感应电流出现；切割的力线越多，切割的速度越快，感应电流就越大；环状导线的运动，如果不切割力线，电路中就不会有感应电流产生。威廉·汤姆生曾对法拉第发现力线、否定超距作用给予了很高评价。他说：“在法拉第的许多贡献中，最伟大的一个就是力线概念了。我想，借助它就可以把电场和磁场的许多性质，以最简单而极富启发性的表示出来。”法拉第在形成电磁力线的概念之后，又在对电磁力线作进一步探索的基础上，概括出电场和磁场的崭新概念，认为电和磁周围都有“场”的存在。实际上，他已发现了在磁体或带电体之间存在的“物质”，虽然看不见、摸不着，却具有客观实在性的，弥漫于整个空间的物质“场”。

场，是一种只能借助于电磁学实验才能被人间接感知的特殊物质。在物理学中引入“场”的观念，是自牛顿以来，在物理学的概念、基础理论方面的最重要变革，它从根本上纠正了当时在欧洲大陆普遍流行的超距作用的谬误。由于这一变革，便产生了一种新的自然观，即否定了关于空间是一无所有的真空的观点，认为空间充满了场，其中有磁力线、电力线；它否定了关于物质只有一种形态——实物，而实物是无数个粒子组成的观点，认为实物粒子是力场的中心奇点；它否定了关于物质和空间无关的观点，认为物质间的相互作用，需要由空间特性加以说明；它否定了关于一种力对应着一种物质，各种力如万有引力、电力相互无关的观点，认为各种力是统一的，电、磁、光、引力都相互有关，可以在场中相互作用、相互转化。法拉第提出近距作用即场观念之后，在相当长的一段时间之内，超距作用的观点依然在电磁学领域占上风。究其原因大致有二：其一，安培等人主张的超距作用观点，已有许多数学基础，在形式上比近距作用观点更完备；其二，法拉第阐述近距作用观点时，其独特的思维方式和使用人们难以理解的语言，都不容易被人们接受。

使法拉第的思想得到发展，进一步纠正超距作用的谬误，使近距作用观点被人们理解、接受，这一任务是由麦克斯韦完成的。在完成上述任务的过程中，麦克斯韦所做的工作有两项是最为出色和最富有创造性。第一，提出了“位移电流”能产生磁场的假设。用现代观点来看，位移电流虽有电流之名，却与电荷的流动无关。它指的是电磁波在介质或真空中传播的重要环节。由于磁扰动在场中产生电流，电流又产生新的磁场，因此，电磁作用就是在磁和电的交替产生过程中传向远方，从而布满整个电磁场空间的。这一概念的核心思想，是变化着的电场激发感应磁场。这一概念的引入，对电磁相互作用做出了正确解释，对纠正超距作用的谬误起了重大作用。第二，建立了电磁场方程组。这是一组完整的数学方程式，可以用来精确和严格的表明所有业已发现的电磁现象的规律。如电磁感应定律、库仑定律、高斯定律、安培定律、欧姆定律等，都可以通过他所创立的方程式组，清楚地表达出来。他所采用的场论观点认为，产生电磁现象的作用力是同样在空间媒质中和电磁物质上进行的，电磁物质之间的相互作用，无需假设有超距作用的存在。他在一篇论文中写道：“电磁场就是处于电磁状态的物质周围的空间，包括这些物质本身在内；场可以只有某种物质，也可以抽成没有宏观物质的空间，象盖斯勒管或其他叫真空的情形那样。” 麦克斯韦的理论孕育着爱因斯坦的“相对论”引力场理论的诞生。

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