登陆注册
21187700000034

第34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
  • 太空宇航知识篇(二)

    太空宇航知识篇(二)

    本书结合当前最新的知识理论,根据青少年的成长和发展特点,向青少年即全面又具有重点的介绍了宇宙、太空、地理、数、理、化、交通、能源、微生物、人体、动物、植物等多方面、多领域、多学科、大角度、大范围的基础知识。
  • 军事探谜

    军事探谜

    本套全书全面而系统地介绍了中小学生各科知识的难解之谜,集知识性、趣味性、新奇性、疑问性与科普性于一体,深入浅出,生动可读,通俗易懂,目的是使广大中小学生在兴味盎然地领略百科知识难解之谜和科学技术的同时,能够加深思考,启迪智慧,开阔视野,探索创新,并以此激发中小学生的求知欲望和探索精神,激发中小学生学习的兴趣和热爱科学、追求科学的热情,使我们全国的中小学生都能自觉学习、主动探索,真正达到创新素质……
  • 青少年灾害逃生自救书·暴雨狂泻

    青少年灾害逃生自救书·暴雨狂泻

    近年来,全球洪涝灾害频频发生,孟加拉国大水灾、欧洲大洪水、巴基斯坦大洪水、密西西比河大洪水……暴雨引发的洪水给人类带来了严重的灾难。地球上的洪水、泥石流是怎么回事?它们有哪些鲜为人知的奥秘?洪水、泥石流来临前有哪些征兆?青少年该如何躲避因暴雨造成的灾害?《青少年灾害逃生自救书·暴雨狂泻》将告诉你答案。本丛书在讲述防灾避险知识的同时,以揭秘形式,全面剖析这些自然灾害发生的原理及成因,并选取全世界影响重大的灾难事件,以故事方式讲述给读者。本丛书突破了传统的科普书框架,摒弃说教式的知识灌输,而是以讲故事娓娓道来,语言通俗易懂,知识点全面丰富,让读者在阅读的乐趣中学到防灾避险知识。
  • 感动心灵的288个小故事

    感动心灵的288个小故事

    本书介绍了百余个故事,包括:因为我们是朋友、最后的美、真爱守护的胜利等。
  • 八十天环游地球

    八十天环游地球

    我们在阅读文学名著时,往往会遇到一些难以理解的词句,这样就会阻碍我们读懂某一句话或某一段话的意思。所以,我们必须正确理解词句的含义,而理解词语不能仅仅局限在表面含义,还要认真体会它们所表达的作用。
热门推荐
  • 勤能补拙

    勤能补拙

    一开始会注意到这个男孩,是因为他笨得不可思议。人长得不是普通的帅,但倒霉、耍笨的程度也有得拼?而且他的笨,看起来很可能是没有尽头的……可是他对她越是笨拙,她越是感受得到他有多真心。和他在一起,什么事都要细火慢熬,那就慢慢来吧,爱情教她如何耐心宽容地等待一个男孩……--情节虚构,请勿模仿
  • 神级校医

    神级校医

    一个从大山出来的少年神医,身负太一神指,泡校花,泡老师,泡校长,泡普通人不敢泡的终极美女......叶小练只是一名普通的校医,但他还有一个不为人知的神秘身份,和一个必须完成的超级任务。虽然泡妞不是叶小练的本意,但是他的命运,却与一众美女纠缠在一起。于是,滨海市内,第一个被校花倒追的男人,由此诞生——神级校医。书友群378529081
  • 都市炼魂录

    都市炼魂录

    废柴想逆天靠什么?靠努力?靠朋友?还是靠金钱、靠背景?错!只能靠运气!什么!你没有运气?呵呵,那把别人的运气偷来不就行了……
  • 乖离型系统

    乖离型系统

    古武,异能,魔法,统统难不倒司徒云,乖离的系统娘能兑换一切!校花,总裁,警花,忍者,杀手,古武门派小公主神马的,统统到碗里来!
  • 花开,繁华落尽

    花开,繁华落尽

    陌生的你成为了熟悉的你,熟悉的我成为了陌生的我,我们在熟悉的地方相识,也将在熟悉的地方结束。
  • 骗妻婚约,危险上司嫁不得

    骗妻婚约,危险上司嫁不得

    朱小知从来都没想过霉神会找上她,直到,她遇到他!第一次见面,她直接被他的车子泼了一身的水;第二次见面,她直接在他面前摔得狗吃屎;第三次见面,她直接从自行车里摔下来摔破腿;第四次见面,她直接摔进了游泳池喝了一肚子的水;第五次见面……第N次见面……尼玛!还是放过她吧!他根本就是她的扫把星,碰见他绝对没有好事!但是,她哪里想到,她不过一介小小员工,他竟然要她嫁给他!拜托,她躲他都来不及了,怎么可能还跟他这尊阎罗有这般亲密的交集!但她低估了这个男人,竟然用她母亲来威胁她。他说,嫁给她,他马上安排最权威的医生给她母亲看病,保证药到病除!【纯属虚构,请勿模仿】
  • 百变奇侠

    百变奇侠

    “神”究竟是什么?普通人真的可以成为神吗?这里将给你一个答案!这是一个普通少年另类封神的故事.这里有武术高手,这里有奇人异士,这里有上古奇术,这里有传奇少年!
  • 黑瞳

    黑瞳

    透过覆盖我的深夜,我看见层层无底的黑暗,在这满是愤怒和杀戮的世界之外,恐怖的阴影在游荡,可我是毫不畏惧无论我将穿过的那扇门有多窄无论我将肩承怎样的责罚我是命运的主宰我是灵魂的统帅
  • 霸道总裁的逆天狂少

    霸道总裁的逆天狂少

    魔神意志传承者萧墨厌倦了阴暗面的生活。回到都市。美女纷涌而上,霸道总裁,绝色校花,火爆小姨子。令萧墨无奈。母亲死亡之谜的线索也缓缓浮现。命运的齿轮已慢慢转动。
  • 天赋通神

    天赋通神

    世界万千,芸芸众生!三头六臂,神通各异!天赋可通神。