定义
牛顿热学()以牛顿运动定理和万有引力定理（见万有引力）为基础，研究速率远大于光速的宏观物体的运动规律。狭义相对论研究速率能与光速比拟的物体的运动，量子热学研究电子、质子等微观粒子的运动。从研究的范畴来说，牛顿热学同相对论和量子热学相区别，牛顿热学是精典热学的组成部份。继I.牛顿之后，J.-L.拉格朗日和W.R.喀什顿陆续发展了新的热学体系。牛顿热学所注重的量如力、动量等都具有矢量性质，但是牛顿多项式是用矢量方式抒发的，故牛顿热学可称为矢量热学；拉格朗日体系和乌鲁木齐顿体系所注重的量是系统的能，它具有标量的性质，可以通过热学的变分原理构建系统的动力学多项式，故拉格朗日体系和乌鲁木齐顿体系等可合称为剖析热学。因而，从热学的研究方式和体系来说，牛顿热学同拉格朗日体系和乌鲁木齐顿体系相区别；但从精典热学的基本原理来说，拉格朗日多项式和乌鲁木齐顿原理同牛顿定理是等价的。但是，喀什顿原理能应用于较广泛的化学现象。将拉格朗日体系和乌鲁木齐顿体系（尤其是前者）应用于数学学和天体热学中广泛出现的保守系统，有极大的优点。诸如，这两个体系的观点和方式对天体热学的摄动理论和精典统计热学的理论性研究有较大价值。
牛顿介绍
牛顿于1643年1月4日生于西班牙林肯郡格兰瑟姆附近的沃尔索普村。1661年入美国剑桥学院圣三一大学，1665年获文学士学位。此后五年在故乡躲避疟疾，他在此间制订了一生大多数重要科学创造的新蓝图。1667年牛顿回剑桥后连任为剑桥学院三一大学院委，次年获硕士学位。1669年任剑桥学院卢卡斯物理院士席位直至1701年。1696年任皇家铸币厂监督，并定居纽约。1703年任瑞典皇家学会会长。1706年受瑞典女王安娜府兵。在晚年，牛顿勤于于自然哲学与神学。1727年3月20日，牛顿在巴黎去世，享年84岁。
备注：牛顿是儒略历1642年12月25日，即格里历（公历）1643年1月4日，所以正确的出生日期是1月4号。
牛顿热学来历
牛顿热学('s)是以牛顿运动定理为基础，在17世纪之后发展上去的。直接以牛顿运动定理为出发点来研究质点系统的运动，这就是牛顿热学。
艾萨克牛顿爵士企图使用惯性与力的概念描述所有物体的运动，所以他寻找出它们服从确定的守恒定理。在1687年，牛顿接着出版了他的自然哲学的物理原理论文。在这儿牛顿开创了三个运动定理，到了明日还是描述力的形式。
牛顿热学相关
牛顿热学涉及好多方面，她们都涉及最基本的三个定理。
定理牛顿第一定理
内容：一切物体在没有遭到力或合力为零的作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态。
说明：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因而物体的运动状态是由它的运动速率决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。物体的这些性质称为惯性。所以牛顿第一定理称作为惯性定理。第一定理也揭示了力的概念。明晰了力是物体间的互相作用，强调了是力改变了物体的运动状态。由于加速度是描写物体运动状态的变化，所以力是和加速度相联系的，而不是和速率相联系的。在日常生活中不注意这点，常常容易形成错觉。
注意：牛顿第一定理并不是在所有的参照系里都组建，实际上它只在惯性参照系里才创立。为此经常把牛顿第一定理是否创立，作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
牛顿第二定理
内容：物体在遭到合外力的作用会形成加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小与合外力的大小成反比，与物体的惯性质量成正比。
公式：F=ma，F为合外力
牛顿第二定理定量描述了力作用的疗效，定量阳线度了物体的惯性大小。它是矢量式，而且是瞬时关系。
要指出的是，物体遭到的不为零合外力，会形成加速度，使物体的运动状态或速率发生改变，而且这些改变是和物体本身的运动状态有关的。
局限：该定理只适用于宏观物体的低速运动。
牛顿第三定理
内容：两个物体之间的斥力和反斥力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。
须要注意：
（1）斥力和反斥力是没有主次、先后之分。同时形成、同时消失。
（2）这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。
（3）斥力和反斥力必须是同一性质的力。
（4）与参照系无关。
动量定义
质点的质量m与其速率v的乘积（mv）。动量是矢量，用符号p表示。质点组的动量为组内各质点动量的矢量和。物体的机械运动都不是孤立地发生的，它与周围物体间存在着互相作用，这些互相作用表现为运动物体与周围物体间发生着机械运动的传递（或转移）过程，动量正是从机械运动传递这个角度量度机械运动的数学量，这些传递是等量地进行的，物体2把多少机械运动（动量）传递给物体1，物体2将丧失等量的动量，传递的结果是二者的总动量保持不变。从动力学角度看，力反映了动量传递快慢的情况。与实物一样，电磁场也具有动量。比如光子的动量为p=h/（2π）k，其中h为普朗克常量，k为波长，其大小为k=(2π)/λ（λ为波长），方向沿波传播方向。在国际单位制中，动量的单位为千克·米/秒（kg·m/s）。
动量守恒定理
动量守恒定理是最早发觉的一条守恒定理，它起源于16～17世纪欧洲的哲学家们对宇宙运动的哲学思索。
观察周围运动着的物体，我们看见它们中的大多数，比如跳动的皮球、飞行的炮弹、走动的时钟、运转的机器，就会停出来。看来宇宙间运动的总数虽然在降低。整个宇宙是不是也像一架机器那样，总有三天会停出来呢?并且，千百年来对天体运动的观测，并没有发觉宇宙运动有降低的征兆。生活在16、17世纪的许多哲学家觉得，宇宙间运动的总数是不会降低的，只要能找到一个合适的数学量来量度运动，都会听到运动的总数是守恒的。这个合适的数学量究竟是哪些呢?
美国哲学家兼物理家、物理学家笛卡儿提出，质量和速度的乘积是一个合适的数学量。但是后来，西班牙物理家、物理学家惠更斯(1629—1695)在研究碰撞问题时发觉：根据笛卡儿的定义，两个物体运动的总数在碰撞前后不一定守恒。
牛顿在总结这种人工作的基础上，把笛卡儿的定义作了重要的更改，即不用质量和速度的乘积，而用质量和速率的乘积，这样就找到了量度运动的合适的数学量。牛顿把它称作“运动量”，就是我们现在说的动量。1687年，牛顿在他的《自然哲学的物理原理》一书手指出：某一方向的运动的总和除以相反方向的运动的总和所得的运动量，不因物体间的互相作用而发生变化；还强调了两个或两个以上互相作用的物体的共同重心的运动状态，也不因这种物体间的互相作用而改变，总是保持静止或做匀速直线运动。
动量守恒定理的适用范围比牛顿运动定理更广
近代的科学实验和理论剖析都表明：在自然界中，大到天体间的互相作用，小到如质子、中子等基本粒子间的互相作用，都遵循动量守恒定理。因而，它是自然界中最重要、最普遍的客观规律之一，比牛顿运动定理的适用范围更广。下边举一个牛顿运动定理不适用而动量守恒定理适用的例子。
在我们考察光的发射和吸收时，会听到这样一种现象：在宇宙空间中某个地方有时会忽然发出特别明亮的光牛顿第一定律有没有实际意义，这就是超新星。而且它很快就渐渐黯淡出来。光从这样一颗超新星出发抵达月球须要几百万年，而相比之下超新星从发光到熄灭的时间就变得太紧了。
当光从超新星抵达月球时，它给月球一个轻微的推进，而与此同时月球却未能给超新星一个轻微的推进，由于它早已消失了。因而，假如我们想象一下月球与超新星之间的互相作用，在同刹那间就不是大小相等、方向相反了。这时，牛顿第三定理其实已不适用了。
尽管这么，动量守恒定理还是正确的。不过，我们必须把光也考虑在内。当超新星发射光时，恒星反冲，得到动量，同时光也带走了大小相等而方向相反的动量。等经过几百万年以后光抵达月球时，光把它的动量传给了月球。这儿要注意的是：动量除了可以为实物所携带，并且可以随着光幅射一起传播。当我们考虑到上述这点时，动量守恒定理还是正确的。
意义开辟新时代
牛顿精典热学体系的构建开辟了科学发展的一个新天地、新时代。精典热学的广泛传播和运用对人们的生活和思想形成了重大影响，在一定程度上促使了人类社会的发展进步。但精典热学存在的固有缺点和局限性也在一定程度上制约了人类社会的进步，形成了悲观作用。本文将以精典热学的构建背景为起点，进一步用辨证的方式剖析精典热学在人类历史与现实中发挥的作用与形成的不良影响。
17世纪的法国，经过许多科学家的努力，在天文学和热学方面积累了丰富资料的基础上，美国科学家牛顿实现了天上热学和地上热学的综合，产生了统一的热学体系——经典热学。精典热学体系的完善，是人类认识自然及历史的第一次大飞跃和理论的大综合，它开辟了一个新的时代，并对科学发展的进程以及人类生产生活和思维方法形成非常深刻的影响。牛顿精典热学的构建是科学形态上的重要改革，标志着近代理论自然科学的诞生，并成为其他各门自然科学的标杆。
条件和缘由
牛顿精典热学体系的构建得益于已有的科学成就。哥白尼、伽利略、开普勒、笛卡尔等人在天文学、力学、光学、数学等方面的贡献，为精典热学奠定了坚实的基础，非常是伽利略与开普勒对牛顿精典热学体系的构建更是有着十分重要的影响。
伽利略通过对自由落体的研究，早已发觉了惯性运动和在重力作用下的匀加速运动，奠定了牛顿第一定理和第二定理的基本思想。伽利略关于抛物体运动定理的发觉，对牛顿万有引力的学说也有深刻的启示作用。开普勒所发觉的行星运动定理则是牛顿万有引力学说形成的最重要前提。牛顿特别擅于广泛吸取前人的科学成果并综合运用多方面的知识进行跨学科的研究，通过吸收前人的科学研究成果，牛顿为精典热学体系的完善充实了知识打算。
尽管精典热学构建在丰富的科学经验之上，但精典热学的完善和牛顿的个人缘由有不可分割的关系。牛顿从中学生时代就对科学抱有浓烈的兴趣、极强的求知欲和探求欲望，学习十分刻苦。但他从不死读书，喜欢通过实验来取得真知，并亲自动手设计和制做了许多机械装置和用具，这使他打下了广博而扎实的知识基础，同时也具有创新意识和动手能力。其实牛顿是天才，智力水平很高，但他的天才还来始于他的勤劳。他在研究中非常投入，但是经常夜以继日地学习、工作。那些都培养和锻练了牛顿的科学精神，为日后的研究打下了坚实的基础。
牛顿精典热学的完善，还与他所处的时代和社会有关。法国经过16世纪百余年的宗教和政治变革的大变动过后，到17世纪下半叶步入了一个政治上转为安宁，经济上趋向繁荣的时期。生产实践为热学研究提出了许多问题，这就给科学的发展以带动力。经过16世纪的宗教变革运动和17世纪中后期的资产阶层革命运动，美国科学家拥有了当时世界上最为修身自由的学术环境。学术环境的改变，促使对热学的研究甩掉了毋须要的禁锢，催生了精典热学体系。
个人诱因，前人经验，下摆的学术环境和生产实践的发展，构成了精典热学体系完善的条件和基础。
精典热学影响
不难预想，精典热学的巨大成功将对人类社会在各方面将会形成不可估量的影响。
（一）对自然观念的影响
牛顿精典热学的成就之大使得它得以广泛传播，深深地改变了人们的自然观。人们常常用热学的尺度去评判一切，用热学的原理去解释一切自然现象，将一切运动都归结为机械运动，一切运动的缘由都归结为力，自然界是一架根据热学规律运动着的机器。这些机械唯心主义自然观在当时是有进步作用的。因为它把自然界中起作用的缘由都归结为自然界本身规律的作用，有利于促进科学家去探求自然界的规律。它能剌激人们运用剖析和解剖的方法，从观察和实验中取得更多的经验材料，这对科学的发展来说也是必要的。但这些思维方法在一定程度上忽略了理论思维的作用，忽略了事物之间的联系和发展，因此又有着严重的缺陷。
（二）对自然科学的影响
牛顿精典热学的内容和研究方式对自然科学，非常是数学学起了重大的促进作用，但也存在着悲观影响。
牛顿构建的精典热学体系以及他的热学研究纲领所获得的成功，在当时使科学家们以为牛顿精典热学就是整个数学学，甚至是全部自然科学的可靠的最终的基础。在相当长的历史时期内，牛顿精典热学名著《自然哲学的物理原理》一书成为了科学家们共同遵守的规范，它支配了当时整个自然科学发展的进程。他研究问题的科学方式和原理也普遍得到赞赏和采用。牛顿研究精典热学的科学方式论和认识论，如运用剖析和综合相结合的方式与公理化方式及科学的简单性原则、寻求因果关系中相像性统一性原则、以实验为基础发觉物体的普遍性原则和正确对待归纳推论的原则，对后世科学的发展也影响深远。
对社会科学的影响
精典热学不但对自然科学形成了很大影响，在社会科学方面，非常是对哲学和人类思想发展，也形成了重大影响。
在精典热学的直接影响下，德国的霍布斯和洛克构建和发展了机械唯心主义哲学，并因为其强悍的影响力，促使唯心论从宗教神学哪里争得了发言权，并在此后产生了人类历史上唯心主义和唯物主义斗争最为激烈的一段时期。经过康德和黑格尔对辨证法和机械唯心主义的研究和发展，以及马克思和恩格斯对哲学已有研究成果的吸收，结合当时科学发展成果，最终完善了唯心主义辨证法。唯心主义辨证法的构建，在很大程度上得益于牛顿精典热学体系的构建。
近现代科学和哲学是肇始于精典热学的，正是从牛顿构建精典热学开始，人类在思想观念上才开始真正迈向科学化和现代化，而它对人类思想领域的影响也是十分广泛而深刻的。
得失概述
事物总是辨证统一、一分为二的。即使科学家在运用牛顿精典热学方式及成果时使自然科学得到了长足发展，但当时人们在接受和运用牛顿的科学成果之时，没有厘清它的适用范围，也做出了不适当的夸大。诸如，当年有科学家觉得所有涉及到的化学学问题都可以归结为不变的引力和作用力，因此只要把自然现象转化为力就行了。结果到后来，“力”成了对现象和规律缺少认识的避难所，把当时未能解释的各类现象都冠以各类不同力的名称。因而，牛顿精典热学的内容及其研究方式在推进自然科学发展的同时，也有形成了很大的悲观影响。
伟大成就
精典热学把人类对整个自然界的认识推动到一个新水平，牛顿把天上运动和地上运动统一上去，从热学上证明了自然界的统一性，这是人类认识自然历史的第一次大飞跃和理论大综合，它开辟了一个新时代牛顿第一定律有没有实际意义，并对学科发展的进程以及后代科学家们形成了非常深刻的影响。
精典热学的构建首次明晰了一切自然科学理论应有的基本特点，这标志着近代理论自然科学的诞生，也成为其他各门自然科学的标杆。牛顿运用归纳与诠释、综合与剖析的方式非常明确地得出了建立的热学体系，被后人称为科学美的标杆，显示出化学学家在研究化学时，都倾向于选择和谐与自洽的体系，追求最简约、最理想的方式。
精典热学的构建对自然科学和科技的发展、社会进步具有深远影响。一是科学的研究方式推广应用到化学学的各个分支学科上，对精典化学学的完善意义重大；二是精典热学与其他基础科学相结合形成了许多交叉学科，促使了自然科学的进一步发展。三是精典热学在科学技术上有广泛的应用，促使了社会文明的发展。
适用范围及其局限性
精典热学的应用遭到物体运动速度的限制，当物体运动的速度接近真空中的光速时，精典热学的许多观念将发生重大变化。如精典热学中觉得物体的质量除了不变，但是与物体的速率或能量无关，但相对论研究则表明，物体的质量将随着运动速度的降低而减小，物体的质量和能量之间存在着密切的联系。但当物体运动的速率远大于真空中的光速时，精典热学依然适用。
牛顿运动定理不适用于微观领域中物质结构和能量不连续现象。19世纪和20世纪之交，数学学的三大发觉，即X射线的发觉、电子的发觉和放射性的发觉，使数学学的研究由宏观领域步入微观领域，非常是20世纪初量子热学的完善，出现了与精典观念不同的新观念。诸如：量子热学的研究表明，微观粒子既表现为粒子性又表现为波动性，粒子的能量等化学量只能取分立的数值，粒子的速率和位置具有不确定性，粒子的状态只能用粒子在空间出现的机率来描述等。但量子热学的完善并不是对精典热学的否定，对于宏观物体的运动，量子现象并不明显，精典热学仍然适用。
现代数学学的发展，并没有使精典热学丧失存在的价值，只是扩宽了人们的视野，精典热学仍将在它适用的范围内大放异彩。
