牛頓的歷史

2021-04-20 09:04:20 字數 2359 閱讀 1453

『我不作假說。』

『如果我比其他

人看得遠一些,那是因為我站在偉人的肩膀上的緣故。』

牛頓於西元 1642 年聖誕節,誕生於英國林肯郡的 沃爾斯索普(woolsthorpe) 村, 是個早產兒。從小體弱多病,他的父親是一位農夫, 在牛頓出生之前二個月便去逝了,遺留下乙個農場。 母親在其三歲之時 , 又改嫁他人, 因此牛頓由其外祖母所撫養**。

牛頓小時候, 便愛親自動手做小機械之類的玩藝兒,曾設計了水鐘與玩具磨坊等不同於其他兒童的創造。 2023年6月,他以"減費生"身份考入劍橋大學三一學院。但當時牛頓的興趣是在化學的領域。他入學考試的歐氏幾何成績並不理想,甚至在大學期間,差點放棄科學而改念宗教學。在他大學中讀了笛卡兒(descartes)著"la geometrie(幾何學)"使他對數學產生興趣。

1664 年底, 牛頓似乎精通了所有數學的知識, 並開始將數學應用在各方面 的領域。 大學畢業1665這年,倫敦流行瘟疫,他回老家。有一天,晚餐過後,牛頓在自己的房間裡看伽利略的《對話》,不一會兒"撲通"一下,像有甚麼東西落在院裡,接著又是一下。牛頓合上《對話》,到庭院樹下踱著步子,想著剛才那聲音。忽然又是"撲通"一聲,乙個熟透的蘋果擦著他的肩膀,跌落在自己的腳邊。牛頓蹲下拾蘋果時,抬頭看見了那輪明月,不免尋思:蘋果熟了就會落到地上,那月亮為甚麼不會落下來呢?再者,這蘋果為甚麼不會與月亮一樣,飄上天卻非要往地上落不可呢?為甚麼月亮繞著地球轉,也不會飛走?

牛頓想那月亮繞地球飛行的速度v月應該是它的繞地軌道長除以繞地球週期(v月=2π

r/t),月亮的向心加速度a

月=v2

月/r=4π

2r/t2=0.0027公尺/秒2(t=27.3天=2.36×106秒,v=3.8×108公尺)。這是天上的規律。那麼地球吸引蘋果呢?它的加速度就是自由落體加速度g=9.8公尺/秒2。根據克卜勒三定律可推出兩行星間的吸力與它們間的距離平方成反比。天上地下的規律乙個樣,那麼這個比例是成立的a

月/g=r2/v2(r是地球半徑,即蘋果到地心距離;r是地月間距離)。g=9.8,r=60r,所謂a

月=9.8×(1/60)2=0.0027公尺/秒2。妙極了,從不同的途徑推出了一樣的結果,這就證明天上地下,蘋果月亮原來乙個樣啊。物體間都是一種同樣的吸力,其所以大小不同只是由於它們的質量和相互間的距離不同。f=gmm/r2。這種力是不分天南海北,春夏秋冬,天上地下,到處都有的萬有引力啊。

2023年,瘟疫剛消失,牛頓便重返校園,翌年獲碩士學位,有個假日,牛頓在房中,推演著那引力的公式,一抬頭只見門縫裡露進一縷細細的陽光,自語道:"從來沒有見過這樣細的光絲,不知可否將它再分成幾縷?" 這麼想著,他便伸手從抽屜裡摸出一塊三稜鏡,迎上去截住那絲細光,然後回頭去看這光落在牆上的影子。那牆上竟出現一段紅、橙、黃、綠、青、藍、紫的彩色光 帶。他反覆玩三稜鏡的遊戲。領悟到乙個秘密:我們平時看到的白光,其實不是一色白,它是由許多光混合成的。2023年製成第一架反射式望遠鏡。

2023年,在他老師巴羅(barrow)辭職後,繼任為三一學院的數學教授;同年用級數展開法計算雙曲線下的面積,同時發明了二項式定理及在著書"無限項方程式分析"中談到微積分基本定理;2023年2月,牛頓在 皇家學會上宣讀了《光和顏色的新理論》的論文,歸納了十三個命題。他指出:我們平常看見的白光不過是發光體發出的各種顏色光的混合。白光可以分解成從紅到 紫的七色光譜。一切自然物體的顏色是因為它們對光的反射效能不同。按這個理論,虹的問題解決了,它不過是白光讓空中的水滴(相當於三稜鏡)分成七色而已。 物體的顏色不同不過是因為各自的反射效能不同。牛頓並因此而創立了光譜理論。

1679 年, 牛頓用新的測度計算地球的半徑, 並同時利用自己發明的微分法來理解行星在橢圓軌道上的運動, 而匯出他的 萬有引力公式。 

2023年,公布有萬有引力的巨著《自然哲學的數學原理》。2023年夏天,這部科學史上劃時代的巨著《自然哲學的數學原理》終於由哈雷(edmund halley,1656~1742,哈雷慧星的名字由來) 的主持和資助出版了。這是從哥白尼到牛頓時期動力學和天文學上所有發現的系統總結和發展。它以嚴密的數學推理和天文觀測相結合,對物質的組成、相互作用和運動規律做了全面的論證,從而建立起乙個完整的普遍的力學理論體系,被譽為所有科學著作中最偉大的一本。

牛頓在萬有引力問題上的具體貢獻,歸納起來有三點:第一,運用積分法證明球體的引力場可以看作質量集中在球心上的質量來處理;第二,得到了正確的萬有引力定律數學表示式;第三,把引力理論應用到一切物體之間,使之具有普遍性,確定了天體之間的引力和地球上的引力的同一性。

2023年3月29日,他搬家到倫敦。2023年正式公升任為造幣廠廠長,同年被選為巴黎科學院院士。

2023年11月30日,他被選為皇家學會會長。2023年發表《光學》和《曲線求積法》。2023年,他被封為貴族。2023年《算術通論》出版。2023年《用無窮多項方程的分析》出版。

2023年2月28日,牛頓以85歲高齡在倫敦剛剛主持了皇家學會的一次會議,突然膽結石症發作,一陣痠痛昏迷過去。2023年3月,牛頓病逝,死後葬於威斯敏斯特大教堂,享年85歲。

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