主题：谈创新得一些感想 -- llama

牛顿力学是科学的鼻祖，人类第一次发现，自然界的物体运动原来可以凭借几个公式，用数学的方法来描述。牛顿又是如何发现这个奥秘的呢？求学时期得到的印象要归功于牛顿的创新精神、天才、乃至于苹果树下的顿悟。

如果读一读牛顿的原著“自然哲学的数学原理”，结合历史的知识，就会发现，牛顿力学根本不是天上掉下来的，只是人类实践的自然结果，如果没有牛顿，或迟或早也会有猪顿来揭示这个奥秘。

牛顿力学的来源主要有两方面，一是人类对天体运动的观察和总结，具体的说那时已经有开普勒的天体三大运动定律，大体来说就是天体的运动是可用椭圆运动的数学方法描述的，其运动周期是有规律的。天文学的发展，一开始的发展动力是人类的宗教情感，和天人感应朴素思想所激起的通过观察天文来预测人世间的事务的冲动，后来是航海和计时等等更实际事务的驱动。

第二个来源是伽利略为代表对地球上物体运动规律的认识，最重要的是对大炮运动的规律的认识，知道了大炮的运动可以用抛物线这个数学方程来描述。欧洲第一个崛起的近代资本主义国家就是威尼斯。威尼斯拥有一个欧洲最大的国营兵工厂，负责生产威尼斯用以捍卫国民经济所需要的所有商船和海军战舰。威尼斯通过建设它强大的海军而崛起，也依靠这支强大的海军力量垄断了几乎整个地中海海域的贸易。威尼斯与周边意大利城邦国家以及地中海东岸阿拉伯国家为争夺贸易通道控制权的战争是家常便饭。伽利略的机械力学和数学研究是由王室、寡头、贵族、教会（包括教皇）资助的。中世纪末期的教会之所以支持实证科学和数学的研究，不是因为这些东西可以证明上帝的存在，而是因为科学技术可以提高杀人效率并帮助赢得与异教徒（尤其是穆斯林）争夺巴尔干半岛商贸中心和古丝绸之路以及耶路撒冷宗教圣地的频繁战争。文艺复兴时期最关键的武器是火药和大炮。火药和大炮最早在英法百年战争（1337-1453）期间使用，很快成为罗马教皇、意大利城邦国家和欧洲各国王室必争的“高科技杀手锏”，受到教会和所有王公贵族、寡头统治集团以及国家政府机构的高度重视。直接导致导致人类对高速飞行的炮弹（和子弹）的“速度”和“轨迹”的巨大兴趣，对这和战争和军事技术密切相关的物理现象的“数学描述”及背后“自然规则”的不懈追求，经过（从14世纪到16世纪）两三百年的知识积累之后，直接导致了伽利略关于力的分解（“重力”与“惯性”）以及炮弹飞行的抛物线轨迹数学描述。伽利略及其无数前辈对巨大铁球（炮弹）在火药推力和铁球自身重力作用之下在空中画出的抛物线轨迹的不断思索与对铁球的斜面滚动试验，从而产生了对“力的叠加”原理的认识，即铁球在“重力下的加速运动”及在火药推力作用下由于惯性的向前“匀速运动”的分解，就是容易理解的了。而这样的抽象思维起源于过去几百年来炮兵工程师们对于“炮弹以 45度仰角发射时所跨越的距离最大”这样的长期经验观察和应用古希腊几何学描述炮弹抛物线轨迹的尝试。伽利略本人也长期花时间在意大利兵工厂观察和试验炮弹运动并帮助炮兵们改进炮弹射程。

文艺复兴时期以后的科学研究，尤其是关于球体（炮弹）的动力学研究和机械装置（弓箭、枪炮、钟表）的动力传动机制以及火药的研究，都有巨大国家力量的大力介入、资金投入和对“工程师-科学家-数学家”学术团体的积极扶持。这样做的好处除了包括提高赢得战争所需要的国家能力、获得垄断全球商业要道和争夺殖民地资源所需要的军事力量以外，还可以帮助降低每场战争所消耗的炮弹、火药等军事物资的财政负担和经济成本。因此所谓文艺复兴以后展开的大规模科学研究活动，并非是后来流行思潮所误认为的是出于“人类思想的自由解放和翱翔”，而是完全由世俗的实用主义与功利主义推动的。

到17世纪，远洋探险、环球航行、奴隶贸易、全球殖民地战争开拓的活动中心已经转到英国，牛顿经典力学的最高成就，就是发现与战争密切相关的地面物体（炮弹），及与航海知识密切相关的天上物体（行星）的运动，都遵循同样的规律，即万有引力规律和牛顿三大定律。而这个伟大发现完全是建立在数代前人对炮弹运动规律和行星运行规律的观察研究基础之上的。

牛顿自己有具体的描述，他假想放一门大炮在山上，开炮初速度如果越来越大，大炮的落地点就会越来越远，如果继续变大，会发生什么情况呢，炮弹快到一定程度，就永远不会落地了，变成绕地球运动了，那不就变成一颗卫星了么？那地上的运动和天体的运动是不是都遵循相同的数学规律呢？把重力作用、抛物线运动、椭圆运动这些一合计，还真是的，地上的物体和天上的天体都可以用相同的数学方程来描述。所以他写的书名叫“自然哲学的数学原理”，把大家所观察的自然规律和数学描述对应起来了。

不要把创新孤立起来，神秘化，只要中国人有把工业化推向世界的巅峰，勇于竞争的奋斗精神，把力量组织起来，形成奔腾向前的滚滚洪流，创新如同那浪花自然会源源不断。