登陆注册
6059500000009

第9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
  • 通鉴载道:司马光传

    通鉴载道:司马光传

    司马光是北宋著名的政治家、史学家和经学家,所著《资治通鉴》为中华古史学经典绝品。他品行高洁,而为时人所赞叹。本传系统叙述司马光生平,突出其史学成就,文笔也较为清丽。——文史专家王曾瑜本传富有独特的个性视角,传人传事,客观真实。作者在短小生动的章节叙述中,见人见事见故事见性格见品德见作为,将传主的繁复人生给予公正生动的文学呈现,很好地写出了司马光在社会大变革时期行为“泥古”与道德坚守的性格形象。——文学专家李炳银《通鉴载道--司马光传》历史上的司马光不仅是一位私德高尚的政治家,同时也是一位伟大的历史学家。本书以详实的历史资料和客观的视角,用生动幽默的文学语言为读者再现了一个立体的司马光的形象。
  • 外交官夫人回忆录

    外交官夫人回忆录

    本书是以作者踏上旅途开始,并以回到故乡作结。由于她的旅途主要是穿越广袤的俄国和俄领中亚,全书最初就是在对这一路的描写上展示了独特的风格。书中生动地描写了一个英国外交官家庭20世纪初在喀什生活工作的经历,其中讲到的一些喀什本地居民的生活方式和习俗在今天的喀什仍然能寻觅到踪迹。
  • 丰臣秀吉(名人传记丛书)

    丰臣秀吉(名人传记丛书)

    “立足课本,超越课堂”,以提高中小学生的综合素质为目的,让中小学生从课内受益到课外,是一生的良师益友。本文为你讲述丰臣秀吉。
  • 五代花间录(女人花:杰出女性的人生轨迹)

    五代花间录(女人花:杰出女性的人生轨迹)

    韩晓婵、兰泊宁编著的这本《五代花间录(五代分册)》攫取五代杰出女性,以传记故事的形式叙述她们的传奇生平,及在传奇后瑰丽变幻的人生。以文化的视角、历史的视野、细腻的笔触、生动的叙述,把人物和事件放在广阔历史背景上,使读者不但能享受到阅读快感,更可以通过阅读,进一步了解、置身于当时的历史文化背景。本书兼顾故事性、可看性与励志性。
  • 我和爸爸马三立

    我和爸爸马三立

    本书是一部通过马三立女儿、女婿的独特视角,追忆马三立生前事迹的纪实作品。作者希望借此寄托对亲人逝世五周年的深切缅怀,同时为读者提供一个更深入认识和了解大师的机会。
热门推荐
  • 三界往生之黑界

    三界往生之黑界

    一只破毛笔故事。笔中之屋,屋中之魂,魂之何人?
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)
  • 养尸人

    养尸人

    养尸,是从祖上传下来的行当,我从未想过用它改变什么。但是我却没想到,我偏偏因为一具尸体而发生巨大的改变。
  • 再刊华严略策

    再刊华严略策

    本书为公版书,为不受著作权法限制的作家、艺术家及其它人士发布的作品,供广大读者阅读交流。
  • TFBOYS王俊凯有你才幸福

    TFBOYS王俊凯有你才幸福

    苏婉月:王俊凯我今生今世只爱你一个人!王俊凯:婉月,我们好不容易走到一起,我不想和你分离!
  • 榴弹炮科技知识(下)

    榴弹炮科技知识(下)

    不论什么武器,都是用于攻击的工具,具有威慑和防御的作用,自古具有巨大的神秘性,是广大军事爱好者的最爱。
  • 漂洋过海来修仙

    漂洋过海来修仙

    看一代历经坎坷的警校大学生少年,漂洋过海来到武士,魔法师的世界,战魔兵,落天使,几经周转终修炼成仙。透、凡间浮华本质,破、红尘计谋人心;斩、荆棘不平乱世,创、升平秀海大千。
  • 月之娇子

    月之娇子

    N次自杀未遂,好不容易不想死了,老天却不给面子,硬生生派了辆车把我撞死了...莫名其妙成了天帝的妹妹...
  • 英雄联盟之技能召唤

    英雄联盟之技能召唤

    艾欧里亚最强王者电脑意外被黑,惊现英雄联盟系统,可以召唤出英雄拥有他们强大的技能,一个网瘾少年能否就此崛起?!
  • 福妻驾到

    福妻驾到

    现代饭店彪悍老板娘魂穿古代。不分是非的极品婆婆?三年未归生死不明的丈夫?心狠手辣的阴毒亲戚?贪婪而好色的地主老财?吃上顿没下顿的贫困宭境?不怕不怕,神仙相助,一技在手,天下我有!且看现代张悦娘,如何身带福气玩转古代,开面馆、收小弟、左纳财富,右傍美男,共绘幸福生活大好蓝图!!!!快本新书《天媒地聘》已经上架开始销售,只要3.99元即可将整本书抱回家,你还等什么哪,赶紧点击下面的直通车,享受乐乐精心为您准备的美食盛宴吧!)