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自然科学史上的世纪伟人——牛顿

来源:科学历 1166 2019-07-05

  1687年7月5日是自然科学史上重要的一天,在这一天,艾萨克·牛顿的《自然哲学的数学原理》出版。在这部鸿篇巨著中,牛顿提出了作用力、质量和描述运动的位移、速度、加速度等概念,阐述了关于物体运动学与动力学的规律,总结出力学的三大定律。

  早在牛顿青少年时期,为得到关于物体运动的解释,他曾进行了长时间的思考。在23岁时,他像一道闪光突然悟出了“力”的作用,逐渐意识到力和运动的关系。终于,他总结出力和运动的三个定律,并将它们写入他的著作中。

  牛顿在数学上的影响力并不亚于他在物理学上的贡献。他与菜布尼茨分别独立地创立了微积分学,建立了无穷小和极限的概念,创建了导数和积分法,提升了位移、即时速度、即时加速度等物理概念的哲学内涵,也为微积分的发展奠定了基础;他创造了适用于任何幂的广义二项式定理,发现了牛顿恒等式,创建了牛顿法等。由于这些成就,尤其是微积分的建立,牛顿奠定了几百年来数学发展的主流。

  在1670-1672年间,牛顿研究光学,他制成了首架反射式望远镜,用来进行天文观测。基于用三棱镜对阳光的色散效应观察,牛顿提出太阳光是由不同颜色组成的。

  1669年牛顿被授予卢卡斯数学教授职位,1703年被选为皇家学会的会长。1727年3月,牛顿在伦敦去世,葬于威斯敏斯特教堂,成为英国历史上第一个获得国葬的自然科学家。

  艾萨克·牛顿(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英国皇家学会会长,英国著名的物理学家,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。

  他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。

  在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律。在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。

  在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究做出了贡献。

  在经济学上,牛顿提出金本位制度。

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