在17世纪的德国,有一个和牛顿同样有名的科学家莱布尼茨。他的父亲是德国莱比锡大学的教授,去世后留下丰富的藏书,为莱布尼茨创造了良好的学习条件。1667年,21岁的莱布尼茨获得法学博士学位。但莱布尼茨对数学和物理学很感兴趣,他和牛顿几乎同时独创了微积分。
在17、18世纪,“力”的概念是含混的,与它相关的物理量的意义和使用范围都不清楚。笛卡儿把物体的大小和速率的乘积mv作为“力”或物体“运动多少”的量度,这一概念得到了当时科学界的普遍承认。mv就是现在的动量。
莱布尼茨Ⓦ
1686年,莱布尼茨发表了《关于笛卡儿和其他人在自然定律方面的显著错误的简短证明》一文,通过研究自由落体运动,揭示了笛卡儿的运动量与运动量守恒之间的矛盾,证明了动量mv不能作为运动的量度。他引入荷兰物理学家惠更斯提出的“活力”mv 2 作为运动的量度,这是最早引入的“动能”概念。莱布尼兹认为“活力”(动能)守恒是一个普遍的物理学原理,一个从4米高下落的物体得到的“力”不可能把它带到5米的高度,无中生有地获得某些东西是不可能的。
1900年的莱比锡大学主楼Ⓦ
莱布尼茨引入的动能概念打破了把动量看作运动唯一量度的传统,促进了对运动的量度问题的研究。不过,莱布尼茨当时还没有真正了解动能的本质意义,也不了解“动能”和“动量”之间的根本区别。现在动能的表达式 是法国科学家科里奥利在1830年代才给出的。