物理學家由於確信這樣的決定論,終於完全和上帝斷絕了關係。據說,拉普拉斯把《天體力學》奉獻給拿破侖皇帝時,拿破侖問道:“你為什麼在書中不提上帝?”拉普拉斯自信地回答:“陛下,我不需要那種假設!”
就像給拉普拉斯的斷言作證一樣,經典力學的神奇力量通過海王星的發現戲劇性地表現出來。
1791年後,隨著對天王星觀測資料的積累,人們發現它實際運行的軌道與理論計算的結果並不一致。即使考慮到其他行星的影響加以修正,也依然難以消除偏差。為此,巴黎天文台台長阿拉果啟發年輕的天文學家勒維烈,讓他依據“逆攝動”(即給出一個攝動,求引起攝動的行星)計算未知行星的大小和位置。
勒維烈經過一年時間的努力,終於在1846年8月31日把新行星的比置、光度等計算值送交給各國天文台。22天後,柏林天文台的加勒在預言的區域內發現了這顆未知的新行星,它就是海王星。其實,早在勒維烈的前一年,年輕的英國天文學家亞當斯就計算出了結果,隻是因為沒有及時觀測而失去了取得優先權的機會。
經典力學不可思議的成功使人們無條件地接受了這一理論,把它看作是科學解釋的最高權威和最後標準。而且直到19世紀末,它一直充當著物理學家在各個領域中的研究綱領。人們普遍認為,經典力學是整個物理學的基礎,隻要把經典力學的基本概念和基本原理稍加擴充,就能夠處理麵臨的一切物理現象。
情況正如赫爾姆霍茲1847年在《論力的守恒》中所說的:“我們最終發現,所有涉及到的物理學問題都能歸結為不變的引力和斥力,隻要把自然現象簡化為力,科學的使命就終結了。”他還宣稱:“整個自然科學的最終目的溶化在力學之中。”當時,在物理學家中間,出現了“把一切都歸結為機械運動的狂熱”(恩格斯:《自然辯證法》)。
聲學在早期幾乎是獨立地發展的。自牛頓以後,力學原理首先被順利地應用於聲學研究,聲音被看成是在彈性介質中傳播的機械振動。
熱學是繼經典力學之後發展起來的又一個成功的理論體係。熱現象的研究起初是以“熱質”這一力學模型為先導的。到了19世紀中葉,克勞修斯、麥克斯韋、玻耳茲曼等人利用統計方法,把熱學中的宏觀物理量歸結為與之對應的微觀分子或原子運動的統計平均值。就這樣,熱力學以及統計力學先後在經典力學的基礎上形成了。
光學也是如此。牛頓本人一開始就試圖把他的力學觀念應用於光學,他假定光是由慣性微粒組成的,以此解釋已知的光學現象。雖然牛頓以後的200年間一直交織著微粒說和波動說的鬥爭,但是在牛頓運動定律應用到連續分布的媒質以後,甚至連光的波動論也不得不求助於這些定律。
19世紀初,逐步發展起來的波動光學體係已初具規模,其中以托馬斯·楊和菲涅耳的著作為代表。他們兩人都把以太看作是傳播光振動的實體。菲涅耳弄清楚光是橫波,因此光以太必須具有傳播橫波媒質那樣的彈性。從力學角度討論這種彈性體的振動,必然能夠用數學方法推導出光學定律。盡管以太在性質上還有不甚明確之處,但是它作為光現象的媒質,在相當長一段時間內並未引起根本的異議。
電磁現象的早期研究是在“電流體”和“磁流體”兩種力學模型的前提下進行的。電磁學從真正進入定量研究的第一天起就打上了力學的印記。
庫侖1785年所做的著名的扭秤實驗,雖然確定了電荷之間作用力與距離平方的反比關係,但他對自己的主張並未提出足夠的證據,因為當時還沒有電荷的量度,庫侖定律本身就是對萬有引力定律的類比。
後來,法拉第、麥克斯韋、赫茲在電磁學的發展史上譜寫了動人的三步曲。1831年,法拉第發現了電磁感應定律,並首次把“場”這一嶄新的概念引入物理學;1864年,麥克斯韋把法拉第等人的研究成果概括為一組優美的偏微分方程式,並由此預言存在著電磁波,其傳播速度等於光速,而光不過是波長在某一狹小範圍內的電磁波;1887年,赫茲用實驗證實了電磁波,弄清楚電磁波和光波一樣,也具有波動性。
已經十分習慣於力學模型的物理學家同樣乞靈於臆想出的媒質電磁以太,認為它與光以太一樣,彌漫於整個空間,電磁波正是通過以太的振動傳播的。