登陆注册
27099400000003

第3章 依撒克·牛顿

依撒克·牛顿(1642~1727年)是有史以来最伟大的天才之一。在数学上,他发明了微积分,在天文学上,他发现了万有引力定律;在物理学中,他系统总结了三大运动定律;在光学中,他发现了太阳光的光谱,发明了反射式望远镜。一个人享有这里的任何一项成就,就足以名垂千古,而牛顿一个人作出了所有这些贡献。

牛顿生于1642年,是个遗腹子。年少时,他性情孤僻,上小学时,成绩也十分平常;12岁进中学,由于寄宿在一位药剂师家里而学会了做化学实验。

1661年,牛顿进入剑桥三一学院。他阅读了大量书籍,基本上掌握了当时的全部数学和光学知识。1665年初大学毕业,由于伦敦正闹瘟疫,他回到他母亲的农场里,度过了两年。这两年是牛顿创造发明最为旺盛的时期。他发明了二项式定理和微分运算,研究了颜色理论和积分运算,并继续思考动力学和引力问题。

1667年,牛顿回到剑桥。1669年,27岁的牛顿当上了剑桥大学的卢卡斯数学教授。1678年,因在光学问题上与胡克争论,牛顿深受刺激,性格内向的他不再发表文章,光学问题也被搁置一边,转而思考天文学问题。1679年,胡克主动与牛顿通信讨论引力问题,这也促使牛顿重新研究早年的课题。

1684年1月,胡克向当时的皇家学会主席雷恩和天文学家哈雷声称,自己已经发现了天体在与距离平方成反比的力作用下的轨道的运行规律,但他给不出数学证明。雷恩决定悬赏征解。哈雷8月份专程去剑桥,请教牛顿。牛顿于是在11月写出了《论运动》手稿。

向心力与半径的平方成反比,牛顿早就得出了这一结论。到了17世纪80年代,胡克、雷恩和哈雷也都独自发现了这一关系。

但他们都没能证明其逆命题在平方反比于距离的力的作用下,行星必作椭圆运动。只有牛顿给出了这一数学证明。

然而,即使确认了椭圆轨道与平方反比作用力之间的这种互推关系,也并不等于发现了万有引力。万有引力的关键在“万有”,它是一种普遍存在的力。首先,人们必须证明支配行星运动的那个力与地面物体的重力是同一种类型的力。牛顿最先想到这一点,著名的苹果落地的故事说的就是这段历史。

17世纪60年代就已萌发的思想,为何直到80年代才重提?事实上,牛顿面临的一个主要困难是,他不能肯定是否应该由地心开始计算月地距离,因为这牵涉到地球对月亮的引力是否正像它的全部质量都集中在中心点上那样。

1685年初,情况出现了转机,牛顿运用微积分证明了地球吸引外部物体时,恰像全部的质量集中在球心一样。在哈雷的鼓励下,牛顿全力投入写作一本著作。花了不到18个月的时间,科学史上最伟大的一部著作——《数学原理》,于1686年完成,并于1687年以拉丁文初版问世。

《数学原理》共分三篇。极为重要的导论部分,包括“定义和注释”、“运动的基本定理或定律”。定义分别是:“物质的量”、“运动的量”、“固有的力”、“外加的力”以及“向心力”,注释中给出了绝对时间、绝对空间、绝对运动和绝对静止的概念。在“运动的基本定理或定律”部分,牛顿给出了著名的运动三定律,以及力的合成和分解法则、运动迭加性原理、动量守恒原理、伽利略相对性原理等。这一部分是牛顿对前人工作的一种空前的系统化,也是牛顿力学的概念框架。

《数学原理》的出版立即使牛顿声名大振。它开辟了一个全新的宇宙体系。正是从这里,人们获得了用理性来解决面临的所有问题的自信。《数学原理》出版后,牛顿不再考虑力学问题。1689年,牛顿当选为国会议员。1690年,他开始研究《圣经》。1695年,他被任命为造币厂督办,1699年被任命为造币厂厂长。1701年,牛顿辞去教职。1703年,他当选为皇家学会主席,以后每年连任。1727年,牛顿去世。

“如果我比别人看得远些,那是因为我站在巨人们的肩上。”“我不知道世人怎么看,但在我自己看来,我只不过是一个在海滨玩耍的小孩,不时地为比别人找到一块更光滑、更美丽的卵石和贝壳而感到高兴,而在我面前的真理的海洋,却完全是个谜。”从牛顿的名言中,可以窥见他博大深邃的精神境界。

同类推荐
  • 抗清逐夷复宝岛:郑成功

    抗清逐夷复宝岛:郑成功

    以大气跌宕、生动而又不失客观的语言,详细地讲述了民族英雄郑成功抗击清军,收复台湾的经过。通过书中的这些情节和对话,不仅展示出了郑成功的文韬武略,而且更加体现出了他的忠心爱国,不顾生死的精神。他的光辉事迹为后世做出了非常好的榜样,并且也将激励着一代又一代的人,热爱自己的国家。
  • 乱世闯王——李自成

    乱世闯王——李自成

    《乱世闯王(李自成)》讲述李自成起义的背景和经过。在书中,作者写了关于李自成起义兴衰始末、大明王朝的灭亡、清政权的兴起等内容,中间夹杂了诸多神话元素,可读性较强。
  • 世界历史名人丛书:莫里哀

    世界历史名人丛书:莫里哀

    在巴黎热闹的大市场附近,耸立着一幢古老的建筑。这里居住着一对新婚夫妇。丈夫叫做约翰·波克兰,是一位有名的室内陈设商。他在大市场开设了一个店铺,另外,在巴黎其他地区还有几处铺面和作坊。在当时,他算是一个典型的中产阶级人物。
  • 我的中国梦

    我的中国梦

    刘平生于1955年,1967年时,不满12岁的她成为一名红卫兵,至2005年成为CEO,38年间,她曾是红卫兵、大学生、工人、教师、政府官员。5次身份更迭,7次超前抉择,9种可贵品质,成就1位CEO。刘平曾当过红卫兵,童年时经历一个接一个的运动,少年时恰逢上山下乡运动,青年时感受改革开放浪潮的洗礼,中年时在国企与政府部门打磨沉淀,最终走出体制——这个经历过“文化大革命”和改革开放全过程的中国妇女,可以在地球任何一片大陆上当一名成功的CEO。这正是她的传奇经历的真实写照。
  • 日本首相评传

    日本首相评传

    每一个政治人物的出现都会影响一个国家的发展方向,本书将为你揭示日本首相的故事。
热门推荐
  • 战魂超时代

    战魂超时代

    天马巨岩一场让战魂界发生惊天巨变的对决,一代剑魔的炎昊对战青龙城主龙康,最终以龙康无解的胜利告终。炎昊完全地消失了,但是他留下的传说事迹却一直萦绕在战魂界上,不断地被流传,至今一直成为着无数战魂师奋斗的目标。青龙城主因为当年野心的膨胀,选择了入侵了白虎城,结果最终死在了暮光杀手团的手上,而代表着正义的白虎城主也因为守护白虎城牺牲了。玄武城主也对青龙城发动了战争,后来失败告终,一直以来都是被世人所憎恨的,朱雀城主对于邻邦的冷漠也是被世人争论。炎昊没有完成着颠覆一个王朝的使命,而他那个一直都不知道自己身世的儿子煌天,从一名默默的刺客逐渐走上了父亲的道路,一个属于后炎昊时代的传奇正在被缔造着…….
  • 幻炎战记的永恒传说

    幻炎战记的永恒传说

    当我失去一切时,就在我以为自己彻底死去时,却重生了,我不知道当我重生异界后,该如何活下去,唯有努力登上巅峰之路,才能拥有一切。
  • 西风问

    西风问

    一张皇室藏宝图的丢失,引起了整个朝野的动荡,中原武林亦掀起了惊涛骇浪!时逢乱世,热血少年温太真与心上人夏侯莎,及其好友陶士衡、曹叔宝、司马茹、楚觅云等人,都无意间被卷入了这场暗流涌动的阴谋漩涡之中……
  • 过去的我在未来中消失

    过去的我在未来中消失

    我从来不知道苏落落会经历这样一朵奇葩的爱情......苏落落,A大学生,一枚外貌中等、身材中等、智商中等、技能低等的高等逗比,可就是这样一个放在人群中一秒就不见的小角色居然毫无阻碍的俘获了A大“第一校草”萧景宸大帅哥的芳心(可怜我这么如花似玉,沉鱼落雁的美貌了,唉......),可恨的是,我的这枚小逗比居然不认为这是件好事,还整天跟我抱怨,说什么萧景宸太粘人,搞得她一点自由都没有,还说什么萧景宸太爱吃醋,搞得她不敢跟其他男生说话,一点男人缘都没了。一般来说,我只想扒开这家伙的脑袋,看看她是真傻还是假傻,是脑子进水了还是天生脑瘫,别人挤破头想得到的东西她居然嫌烦?这世界,无奇不有...
  • 逆时空V5

    逆时空V5

    逆世霸主V5之后的大汉帝国,其他国家重建!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 拐一个神仙做老婆

    拐一个神仙做老婆

    <作者大大>:听说上辈子五百次回眸才换的今生今世的一次擦肩而过。而相恋更是莫大的缘分。【男主】从见你的第一眼,我体会到了心动的感觉,我也相信了“一见钟情”是存在的。只不过…我不相信我是短袖。果然,这不是错觉,你就是…她。【女主】这个人类是他派来诱惑我的吗?可,我不信。族人说:人类都罪恶的,他们罪恶的嘴脸是拐卖你的道具。可,他却是不同寻常的。【男配】还有多久才可以得到它,又要多久才能解救你?宁毁一座城,集万千冤魂,失我一生所爱,得你一世平安。【女配】为什么她锁了你的魂,你却关了对我敞着的门。还要多久才能走进你的心?还有多远才能和你相遇……我们只能这样吗?
  • 盛宠甜妻:丫头,你好甜

    盛宠甜妻:丫头,你好甜

    樱花树下,某男穿着黑色西装,身着织锦裤,脚踏名牌皮靴。手上紧握一颗520克的粉钻戒,黑眸宠溺又深情地望着女主,薄唇微起,轻言:“跪吗?”此时,身披柔白色婚纱,上缀满珍珠的女主还不以为然地答道:“贵吧”。只听,“扑通-”一声响。某女心惊,道:“哎?你跪下干什么?,我说错什么了么?”转念一想,又被套路了!可恶>_<啊啊啊!要疯了。每次都被他套路,还能不能愉快地玩耍……哦不,应该是愉快地-结婚了~悠扬的歌曲又响起,伴随着他磁性的嗓音慢慢深入…人心。“宝儿,这一世,我护你一世情缘,许你一世无忧。让我们白头偕老,共创人生巅峰!”
  • 爱他之前先爱自己

    爱他之前先爱自己

    在一所初中,一个普通的女生喜欢上了一个成绩好却长得并不出奇的男生。她喜欢他,他却没有表明心意。最后他拒绝了她。
  • 高武战警

    高武战警

    “你的动作在我眼中跟蜗牛没什么区别,即使在吵闹的菜市场我也能分辨出你的声音,你身上的气味对我来说就像装了导航一样无处遁行。别跟我玩猫和老鼠的游戏,因为我真的像猫一样敏锐,而你却不像老鼠一样会打洞。”