登陆注册
5671300000003

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
  • 去礼远众:隋炀帝

    去礼远众:隋炀帝

    《去礼远众——隋炀帝》主要内容分为少年时光、功过是非等章节。隋炀帝杨广(569—618)是中国隋朝的第二代皇帝,公元604年—618年在位,年号“大业”,统治中国14年。
  • 汉魏六朝风云人物大观

    汉魏六朝风云人物大观

    本书分帝王后妃宫廷人物、文臣武将、起义领袖人物、文化科技思想人物和社会民间人物四类。本书内容丰富,信息量大,基本涵盖了从上古至清代的主要人物。这些人物至今仍有着旺盛的生命力,因为他们根植于中国灿烂的文明史的肥沃土壤之中,并时时给我们精神上以营养。本书既可作为大中学生的课外读物,也可作为案头必备的工具书。请记住,翻开本书,就是翻开了历史。
  • 永乐大帝朱棣(世界伟人传记丛书)

    永乐大帝朱棣(世界伟人传记丛书)

    朱棣善于韬光养晦,卧薪尝胆,在就藩北平的十九年中,他借镇边扫北之机,在为国立功的同时,私蓄日后能为自己夺取皇位拼死效力的文臣武将。为了网罗人才,他不惜放下架子,以朋友之情礼遇,甚至割爱将镇藩之宝东珠送人。对于铁铉、方孝孺、景清几位闻名天下的大儒,朱棣真正做到了礼贤下士,尽管遭到过他们的拒绝和奚落,他照样表现出了相当的耐心和真诚,他要让天下的读书士子看到自己的求贤若渴之心。在这方面,他是成功的,否则在他篡位之后,就不会有上百位的前朝骨鲠之臣自愿为其所用,包括分外傲慢的大才子解缙。
  • 最具影响力的发明始祖(下)

    最具影响力的发明始祖(下)

    本书主要总结了最具影响了的发明始祖。缪尔·莫尔斯、威廉·汤姆孙、阿尔弗莱德·诺贝尔、威廉·亨利·柏琴、乔治·威斯汀豪斯、亚历山大·贝尔、托马斯·爱迪生、卡茂林·昂尼斯、鲁道夫·狄塞尔、亚·斯·波波夫等人物。
  • 秦始皇(世界伟人传记丛书)

    秦始皇(世界伟人传记丛书)

    以秦始皇这个人物的历史轨迹为骨架,以生动的故事为血肉,勾勒出名人们精彩的人生画卷;多用有表现力的口语、短句,不写套话、空话,力戒成人化。他用铁的手腕厉兵秣马,建立起强盛的秦国;他统帅雄师百万征战七载,统一了战国纷争的中华;他采用法家思想破旧立新,奠定了两千年封建王朝的基础。
热门推荐
  • 娶谁,嫁谁?血型全知道!

    娶谁,嫁谁?血型全知道!

    本书简要介绍了血型心理的基本原理,并以此为基础,对不同血型在婚恋家庭中的特点一一作了阐述。读者能在其中找到自己生活中的影子,并可据此对症下药、有的放矢,以更有效地解决生活中遇到的问题。
  • 学渣等等的高中

    学渣等等的高中

    没有特殊情况,每天都会更新。高中生活也许很美好,但我现在感受到的只有痛苦,煎熬,所以我想记录下来高中的点点滴滴,希望等到,很久以后回忆起来的时候,我也能感觉高中真的很美好。文文里可能会有些,不可理解的东西,别怀疑,都是真的。第一次发文文,不一定会很好。努力共勉??
  • 陌路之欢

    陌路之欢

    想起是在意的开始,在意是喜欢的前奏,喜欢,离爱不远……能让清贵如他经久想起的,似乎也就只有一个宋陌欢了。他已经在想起了,那么,宋陌欢,你呢?
  • 梦之行

    梦之行

    梦境到底是什么?是第六意识的产物?是过往经历的再次组合?还是隐藏着许多不为人知的惊天秘密?在最低层挣扎的平凡青年唐仁,在一次看似偶然的机会闯入了那个神秘梦之世界。等待他的是什么?噩梦?希望?还是意想不到的宿命?
  • 从异世界路过

    从异世界路过

    只是一个很普通的人,没有逆天的功法,运气,天赋,也没有不凡的老师。他只能靠自己,一步一步地慢慢走,也不知道哪一天死亡的就是自己。真实的异界之旅
  • 阿灿穿越了

    阿灿穿越了

    不就是要打算偷亲自己暗恋的男生嘛,需要这样惩罚我吗?把我带到了另一个世界。阿灿还在回想,你可以这样子,但是你也得让我亲到了再说嘛,就差1毫米了呀,哎!不够还好的是阿灿在这遇到了各种美男.....
  • 天仙子世界

    天仙子世界

    水掉数声持酒听,午醉醒来愁未醒,送青春去几时回,
  • 初恋的小事

    初恋的小事

    在这个流水都比日子过得快的世界什么事都可能发生。富家男尝试新鲜的看上贫困女又或者纯情的少女想偷吃爱人的禁果。这些小事都是我们常常发生或者背地里做梦都想要发生的事。他们跟我们一样都是普通人而他们也跟我们不一样。因为他们做出了我们做梦都想要发生的不平凡……
  • 我的老婆是仙灵

    我的老婆是仙灵

    我叫杨野,来自辽宁省本溪市,本来是很平淡的日子,直到有一天遇到一位神秘的老太太后,我整个人生都被改写,不在是平淡,我的人生发生了灵异,玄幻。所有的莫名其妙事情都在我的身上发生了。当我决定去接受这些事实的时候,却又发现这只是一场梦,我居然昏迷了两年,
  • 护花全能高手

    护花全能高手

    他!偶遇兵王!得奇书!从此走上王者路?各种奇遇接连而来。考试满分,彩票必中!干问他什么不会?什么?运动?篮球游泳...随便选?只有你想不到的没有他做不到的!对,老子就是全能。