力

一、力的概念的初步形成

自远古时期，随着人们对各种原动力广泛而有效地利用，以及各种简单机械的发明与使用，便逐步产生和积累了许多有关力学的经验知识，力的概念也得以初步的形成与发展．

我国古代人们对力的概念的认识

我国古代人们对力的概念的认识最初是与人在推、提、拉、抛时的肌肉活动感到紧张，就认为肌肉对其他物体有力的作用．我国春秋战国时期的墨家正是通过观察人们通过肌肉的动作使物体发生位置的移动，从而总结出力的初步概念．墨家最早指出：“力，刑之所以奋也．”这里的“刑” 同“形”，指人体、物体，“奋”字在古籍中意思是多方面的，诸如由静到动、运动越来越快、由下上升等都可以用“奋”字．所以墨家的这句话意思就是：力是使物体由静而动、由下而上、或动而愈速的原因．也可以说是使物体的运动状态发生变化的原因．这是对力的一个很正确的定义．《墨经》的这一条的《说》还进一步指出：“力，重之谓，下、举，重奋也．”意思是说物体的重量也就是一种力的表现，物体下坠、上举，都是基于重力作用的运动．

从上面可看出，墨家把力与物体运动的原因联系起来，初步认识到力可以改变物体的运动状态．由于力不易见，而重是人人都能感觉到的，所以他们就把力与重联系起来，把重看作一种力，可以说，这些都是人类对力的最早的理性认识．当然，墨家关于力的概念限于当时的历史条件和认识水平，表达还并不那么确切，可是远在二千多年前，我国人们就能对力的概念认识到如此水平，可以说达到了当时认识自然的高峰．

东汉的王充在《论衡》中对力的作用问题进行了探讨．他从实际观察中认识到物体的内力不能使物体自身发生运动状态的变化．他指出：“力重不能自称，须人乃举”，“古之多力者，身能负荷千钧，手能决角伸钩，使之自举不能离地．”意思是说，古代有个大力士，能举起千钧，用手能使钢筋之类弯曲或伸直，但却不能把自己举起．王充进一步举例说明力是使物体能够从静止运动起来的原因，没有外力物体不能自动．这些都是继墨家之后，我国人们对力的概念的进一步加深认识．

西方古代人们对力的概念的认识

古希腊的亚里士多德是较早探讨力的概念的科学家，但由于他的结论大多是一些猜想和推测的结果，所以往往导致一些不正确的结论．在力的概念上，亚里士多德认为，自然万物由火、气、水、土四种元素组成，在不受其他因素干扰的自然状态下，火与气作直线上升运动，水和土作直线下落运动．为了解释这种现象，他把自然界中的运动分成两类，一类是自然运动；另一类是非自然运动（又称受迫运动）．自然运动就是物体趋向其自然位置的运动，这符合物体的本性，因此，自然运动是不需要作用力的推动．非自然运动就是物体向非自然位置的移动或离开自然位置的运动，这不符合物体的本性，所以是受迫运动，它不能由物体本身自发地产生，而是需要作用力来推动．他认为，各种物体的自然运动取决于它包含的元素成分和所处的位置，作用力是产生非自然运动的原因，作用力的本

性就是抵抗，克服物体趋向其自然位置的本性．这样，亚里士多德就把非自然运动的根源放在事物之外，并把外力的作用与物体运动的速度直接联系起来．亚里士多德特别研究了一种自然运动，即自由下落运动．他指出，重量是使物体下落的原因，并得出了一个结论：物体下落速度同它的重量

（所受到的外力）成正比．所以亚里士多德总的有关力的概念，是认为力是维持物体运动（速度）的原因，力与速度直接相联系．亚里士多德得的这一结论，当然同观察和实验有一定联系，但他对经验材料的概括缺乏严格的科学性，而在解释一些经验现象时，又提出了一些不依赖于经验，又未受经验检验的假设，因而他的理论只是一种思辨性的理论，其结论往往是不正确的．由于亚里士多德的威望和影响，以致使他的有关力的一些错误结论延续了近二千年，阻碍了物理学的发展，当然这并非亚里士多德本人的错．

力的科学概念的初步形成

力的科学概念首先是由意大利物理学家伽利略所提出的．伽利略在研究了亚里士多德和先辈们的著作后认为，不能把运动分为自然运动和非自然运动，这样的研究和分类会把运动的研究引入绝境．他认为应该依据运动的基本特征量——速度进行分类，他由此提出了匀速运动和变速运动新的分类方法，从而使运动理论的研究取得了重大进展．伽利略首先定义了匀速运动，接着又研究了变速运动．他在研究一种典型的变速运动——自由落体运动中首次提出了一个重要的概念——加速度，并用速度的增量△ v 和用去的时间△t 之比来定义加速度，这样伽利略进一步把力与物体获得的加速度联系起来，认为力是使物体产生加速度的原因，纠正了亚里士多德的力是维持物体运动速度的错误观点，从而初步形成了力的科学概念，大大推进了人类对力的概念的正确认识．