本文目录一览:
- 1、牛顿简介
- 2、英国物理家牛顿生平简介
- 3、英国物理学家牛顿资料简介
- 4、牛顿的简介
- 5、牛顿的生平简介
牛顿简介
牛顿简介
一、生平简介 牛顿(1643—1727)是英国著名的物理学家、数学家和天文学家,是十七世纪最伟大的科学巨匠。
1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)牛顿诞生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯索普的一个自耕农家庭。12岁进入离家不远的格兰瑟姆中学。 牛顿于1661年以减费生的身份进入剑桥大学三一学院,1664年成为奖学金获得者,1665年获学士学位。
1665~1666年伦敦大疫。剑桥离伦敦不远,为恐波及,学校停课。牛顿于1665年6月回故乡乌尔斯索普。
1667年牛顿返剑桥大学,10月1日被选为三一学院的仲院侣,次年3月16日被选为正院侣。当时巴罗对牛顿的才能有充分认识。1669年10月27日巴罗便让年仅26岁的牛顿接替他担任卢卡斯讲座的教授。
1672年起他被接纳为皇家银扒学会会员,1703年被选为皇家学会主席
牛顿于1696年谋得造币厂监督职位,1699年升任厂长,1701年辞去剑桥大学工作。 1705年受封为爵士。
牛顿晚年患有膀胱结石、首雹风湿等多种疾病,于1727年3月30日深夜在伦敦去世,葬在威斯特教堂,终年84岁。人们为了纪念牛顿,特地用他的名字来命名力的单位,简称“牛”。
二、科学成就
牛顿一生对科学事业所做的贡献,遍及物理学、数学和天文学等领域。
1.牛顿在物理者搏帆学上最主要的成就,是创立了经典力学的基本体系,从而光成了物理学史上第一次大综合。
2. 对于光学,牛顿致力于光的颜色和光的本性的研究,也作出了重大贡献。
3. 牛顿在数学方面,总结和发展了前人的工作,提出了“流数法”,建立了二项式定理,创立了微积分。
4. 在天文学方面,牛顿发现了万有引力定律,创制了反射望远镜,并且用它初步观察到了行星运动的规律。
牛顿在17世纪70年代设计的望远镜。它一般被称为反射望远镜,效果远优于伽利略所设计的著名的折射望远镜。
三、趣闻轶事
1. 关于苹果落地的故事
一个偶然的事件往往能引发一位科学家思想的闪光。
这是1666年夏末一个温暧的傍晚,在英格兰林肯郡乌尔斯索普,一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里,坐在一棵树下,开始埋头读他的书。当他翻动书页时,他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史上最著名的苹果落了下来,打在23岁的伊萨克牛顿的头上恰巧在那天,牛顿正苦苦思索着一个问题:是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上,以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上?正是从思考这一问题开始,他找到了这些的答案——万有引力理论。
由于牛顿的《自然哲学的数学原理》一书用的是欧几里德几何学的表述方式,它是一个严密的、完美的体系,书中没有叙述苹果落地的故事,致使许多人对苹果落地一说持保留意见。
实际上,牛顿的亲戚和朋友多次证实苹果落地的故事。法国文学家、科学家伏尔泰曾追忆过,他在牛顿去世前一年,即1726年去英国时,听牛顿的继姊妹说过,一天,牛顿躺在苹果树下,忽然看到一个苹果落地,引起了他的思考。牛顿灵机一动,脑中突然形成一种观点:苹果落地和行星绕日会不会由同一宇宙规律所支配的?悟出了万有引力定律。
牛顿晚年的一位密友斯多克雷也明确提到,在1726年4月的一天,和牛顿共进午餐后,一起来到牛顿家后园,并在苹果树下饮茶。在谈话中“他(指牛顿)告诉我正是在过去同样情况下,注意引力的思想出现在他的脑海里,那是在一棵苹果树下偶然发生的,当时他处于沉思冥想之中。”
还有牛顿晚年的另一位密友潘伯顿在有关追忆牛顿的著作中,也谈及因苹果落地而引起验证引力平方反比关系的故事。
牛顿在晚年再次讲述当时苹果的故事,那是离苹果落地时已经是60年过去了,为什么一个老人对此事记忆那么深刻,我认为有两个原因:首先是因为万有引力定律是一项举世瞩目的辉煌的成果,当事人对触发灵感的事件当然是深深的激动和怀念的;其次是与胡克的争执也留下深深的记忆,牛顿就从一个侧面澄清事实真相,应该认为苹果落地一说的事实是成立的。
2.科学研究的痴情
牛顿对于科学研究专心到痴情的地步。据说有一次牛顿煮鸡蛋,他一边看书一边干活,糊里糊涂地把一块怀表扔进了锅里,等水煮开后,揭盖一看,才知道错把怀表当鸡蛋煮了。还有一次,一位来访的客人请他估价一具棱镜。牛顿一下就被这具可以用作科学研究的棱镜吸引住了,毫不迟疑地回答说:“它是一件无价之宝!”客人看到牛顿对棱镜垂涎三尺,表示愿意卖给他,还故意要了一个高价。牛顿立即欣喜地把它买了下来,管家老太太知道了这件事,生气地说:“咳,你这个笨蛋,你只要照玻璃的重量折一个价就行了!”
3.喜欢养猫
传说牛顿在盖房子时,坚持要留大小两个猫洞,好让大猫走大洞、小猫走小洞。当然,这只是个传说,不足为据。不过牛顿喜欢养猫倒是真的。由于牛顿终身未婚,猫成了他生活中不可缺少的伙伴,但猫也给他惹了不小的麻烦,1692年牛顿母亲去世使他极其痛苦。一天早晨,他为了平静一下,到桥大学礼拜堂做礼拜时,忘了熄灭蜡烛,可能是猫闯的祸,蜡烛翻倒后,把摆在桌上的光学、化学手稿和其他论文化为灰烬。
4.终身未婚之迷 牛顿少年时代在一首诗里表白自己的远大抱负:
世俗的冠冕啊,我鄙视它如同脚下的尘土, 它是沉重的,而最佳也只是一场空虚; 可是现在我愉快地欢迎顶荆棘冠冕, 尽管刺得人痛,但味道主要的是甜; 我看见光荣之冠在我的面前呈现, 它充满幸福,永恒无边。 可以说,每一个伟大的科学家,都是富的激情、富有理想的诗人,但牛顿是一个追求用科学中的光线谱来解释他的理想的特殊类型的诗人。他让他的思想展翅飞翔,以整个宇宙作为藩篱。在他的整个心田里,填满了自然、宇宙。也许这是他终身未娶的最根本原因。 不过,牛顿并没有完全与爱情绝缘。他一生中甚至有过两次恋爱。牛顿23岁正在剑桥大学求学时,由于剑桥发生了瘟疫,学校放假。牛顿回到乡下,住在舅父家里。在那里,他一次爱上了美丽、聪明、好学、富有思想的表妹。表妹也很喜欢这个学识渊博、卓见非凡的大学生。他们常常一起散步。牛顿喜欢即兴发表长篇讲话,他的讲话内容又多是他正在学习和研究的问题。表妹虽听不懂,但她还是耐心地听,似乎觉得很有趣。牛顿在心里想:“这样一个可爱的女子,对于我所讲的觉得这样有味,我一定很不错。当然,她的脑筋一定也很好,是个不平凡的女子。如果能得到她的帮助,解决我的许多困难问题,与我共同工作,那该多好啊!”
但是牛顿生性腼腆,并未及时向表妹表白心中的爱情。等他回到剑桥大学后,又聚集会神地沉浸到科学研究中去了。他早已忘记了远方的乡村还有一位美丽的少女在等着他。他对个人生活一直不予重视,而她的表妹却误以为牛顿对她冷淡,便择夫另嫁了。牛顿因醉心于科学研究而耽误了一次爱情的大好时机。
牛顿实在太忙了,他连做梦想是宇宙、世界。他往往领带不结,鞋带不系好,马裤也不扣好,就走进大学餐厅。尽管如此,牛顿毕竟是个年轻人,还有一颗浪漫的心。有一次,“青春迫不及待的激情”,催使他向一位年轻姑娘求婚。他轻轻地握着她的手,含情脉脉地看着这位美人。正在这紧要关头,他的心思忽地溜到另一个世界去了。他的头脑中只剩下无穷量的二项式定理。他象做梦似的,下意识地抓住情人的一个手指,把它当成是通烟斗的通条,硬往烟斗里塞。姑娘痛得大叫一声,他才清醒过来。面对吃惊的姑娘,他连忙象只绵羊似的柔声道歉:“啊,亲爱的,饶恕我吧!我知道,我是不行了。看来,我是该打一辈子光棍!”
姑娘饶恕了牛顿,却无法理解他,爱情又成了泡影。科学上许多新的问题不断扑向牛顿的脑海,他整个热情都集中到了科学事业上。此后那种“青春的热情”再也没有涌现《多彩的旋律》
5、名言
(1)“我不知道世人怎样看我,但我自己以为我不过像一个在海边玩耍的孩子,不时为发现比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳而沾沾自喜,至于展现在我面前的浩翰的真理海洋,却全然没有发现。”
(2)“如果说我所看的比笛卡尔更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。
6、牛顿学说在中国传播及其影响
牛顿学说在中国的传播
牛顿生活的年代相当于明亡之前一年到清雍正5年,《自然哲学的数学原理》一书发表的时间相当于康熙25年。从牛顿《原理》发表的1687年到1840年的150余年间,牛顿物理学和天文学知识几乎没有介绍到中国。《原理》一书的基本内容直到鸦片战争之后才在中国传播。
牛顿学说对中国的影响
哥白尼的太阳中心说、开普勒的椭圆轨道、牛顿的万有引力三者相继传入中国,它们和中土奉为圭臬的“天动地静”、“天圆地方”、“阴阳相感”的传统有天壤之别。这就不能不引起中国人的巨大反响。
牛顿学说在中国的传播决不只是影响了学术界,唤醒了人们对于科学真理的认识。更重要的是,也为中国资产阶级改良派发起的戊戌变法(1898年)提供了一种舆论准备。这个运动的主将康有为、梁启超和谭嗣同等人,都无例外地从牛顿学说中寻找维新变法的根据,尤其是牛顿在科学上革故图新的精神鼓舞了清代一切希望变革社会的有志之
英国物理家牛顿生平简介
牛顿,全名艾萨克·牛顿,英国著名 物理 学家,下面是我为你 收集 整理的牛顿生平简介,希望对你有帮助!
牛顿生平简介
艾萨克·牛顿,英国著名 物理学 家,爵士,英国皇锋嫌陵家学会会长, 百科 全书式的“全才”,被誉为“近代物理学之父”。
1643年,牛顿出生于英格兰林肯郡乡下的伍尔索普庄园内,他出生前三个月,父亲便去世了,而早产的牛顿十分瘦小。牛顿三岁的时候,母亲改嫁,他开始跟随外祖母生活。1648年,牛顿被送去上学,少时的牛顿成绩一般,并非神童,但喜欢读书,也喜欢自己动手制作一些奇怪的小玩意。牛顿曾在金格斯皇家银戚中学学习,曾退学,后进入剑桥大学的三一学院,相比亚里士多德的学说,牛顿更喜欢笛卡尔等现代哲学家与伽利略、哥白尼、开普勒等天文学家更为先进的思想。
牛顿在很多个领域都相当有成就,在力学上,他提出了牛顿运动定律与万有引力,在光学上,他发明了反射望远镜,且发展出了颜色理论,在 数学 上,他与莱布尼茨发展出微积分,在热学上,他确定了冷却定律,而在哲学上,出版了《 自然 哲学的数学原理》。牛顿对万有引力和三大运动定律的描述奠定了之后三个世纪物理世界的科学观点,成为了现代工程学的基础。
牛顿的成就
牛顿的成就几乎改变了人类的生活,在物理界将人们带入了一个新纪元,所以牛顿被称为“近代物理学之父”。尽管他的性格不讨喜,但是牛顿的成就无人敢否认。英国的女王都亲自授予他爵位,长年代理英国皇家学院院长。所以牛顿作为一个科学家,日子过得是不错。
牛顿的成就咱们细细说来,在力学方面,牛顿发现的力学定律完全适用于所有力学现象,牛顿以此为基础建立了牛顿力学;还有著名的万有引力,就是那颗苹果掉到他头上而产生的学说,几乎解释了整个宇宙;在光学方面,牛顿的成就在那个简单易操作的三棱镜实验,直接解释了白光其实是彩虹色,而牛顿从现象看到本质,创立了微粒说;在数学方面,牛顿建立二项式定理,从而创造了微积分学说,如今微积分成了大学的一门课程;最后,在天文学方面,牛顿发明了反射望远镜,利用行星定律解释潮汐现象。这些内容都是牛顿建立在前人的基础上研究出来的,但是我们一样不可否认牛顿的天才。
牛顿在晚年的时候因为在物理学上的研究瓶颈,遇到很多无法解释的事情,所以他转向了神学研究,甚至创立出“神的第一推动力”学说。同样,牛顿也通过演算《圣经密码》,预言世界末日。虽然现在看来是无稽之谈,但也只能算是牛顿失败的成就。
牛顿有什么 故事
牛顿是英国著名的科学家,在科学界中享誉着很高的评价和地位。其实生活中流传着很多关于牛顿的故事,这些故事向读者展现了一位勤奋刻苦、热爱学习的伟大科学家形象。一个个关于者告牛顿的故事细致的展现了这位伟人的一生。
小牛顿从出生开始就是一个喜欢奇思妙想的孩子,他对于各种事物都有 兴趣 ,忽闪忽闪的大眼睛透露着对于知识的渴望。牛顿出生在一个贫苦的农民家庭,他是一个出生时只有三磅中的 早产儿 ,然而谁也没有想到就是这个看起来弱不禁风的早产儿最终竟会一跃成为科学界的巨人。牛顿出生后不久爸爸便离开人世,母亲改嫁之后将牛顿留给外祖母抚养,牛顿的玩祖母是一位慈祥和蔼的老奶奶,他教会了小牛顿很多做人的道理。少年时的牛顿并不是一个天资聪明的孩子,相反的他同童年孩子相比显得并不是多么出色。然而小牛顿却对机械模型情有独钟,相传在牛顿很小的时候就自己制造了磨坊、小水钟、日晷等等,这展现出了其惊人的创造力。
其实关于牛顿的故事,最耳熟能详的就数苹果落地的故事了。正是因为受了苹果落地的启发牛顿才展开了对于万有引力的研究探索。除此之外,在数学、天文学、物理学、哲学等很多方面牛顿都有很出色的成就。牛顿的故事让读者们感受到了满满的正能量,它能够带给读者积极乐观的思想,树立正确的榜样。
英国物理学家牛顿资料简介
牛顿,英国著名 物理 学家,被誉为“近代 物理学 之父”。下面是我为你搜集牛顿资料简介,希望对你有帮助!
牛顿资料简介
牛顿,全名艾萨克·牛顿,原名Isaac Newton,在十七世纪出生于英国,又于该世纪二十年代逝世于肯信顿这个小地方,逝世之时已有84岁高龄。他儿时在当地有名的格兰萨姆中学,大学 毕业 于剑桥。牛顿从小就显示出过人的 智商 ,小时候因为一个苹果便研究出了万有引力定律。
牛顿在物理学、天文学、科学、 数学 等方面都有所涉猎,他信仰 自然 神论,晚年又研究神学,可惜无果而终。光辉的一生中创造了许多新颖的观点,这些观点大多基于别人研究的基础上,加上自己的想法,最终提出牛顿各种定律,与另外一位伟人共同发明了微积分。此外在发现了光的色散原理的基础上发明了反射式望远镜,被誉为近代物理学之父。
牛顿简历中令人侧目的当属他也写出了属于自己的代表作品,众多作品中有 论文 也有草稿。他晚年有众多任职,也荣获众多殊荣,其中将牛顿比作现当代什么之父。牛顿对世界的贡献不是牛顿简历简简单单就可以涵盖的,我们必将记功于他时长千秋万代。
牛顿的成就
牛顿的成就几乎改变了人类的生活,在物理界将人们带入了一个新纪元,所以牛顿被称为“近代物理学之父”。尽管他的性格不讨喜,但是牛顿的成就无人敢否认。英国的女王都亲自授予他爵位,长年代理英国皇家学院院长。所以牛顿作为一个科学家,日子过得是不错。
牛顿的成就咱们细细说来,在力学方面,牛顿发现的力学定律完全适用于所有力尘枯差学现派皮象,牛顿以此为基础建立了牛顿力学;还有著名的万有引力,就是那颗苹果掉到他头上而产生的学说,几乎解释了整个宇宙;在光学方面,牛顿的成就在那个简单易操作的三棱镜实验,直接解释了白光其实是彩虹色,而牛顿从现象看到本质,创立了微粒说;在数学方面,牛顿建立二项式定理,从而创造了微积分学说,如今微积分成了大学的一门课程;最后,在天文学方面,牛顿发明了反射望远镜,利用行星定律解释潮汐现象。这些内容都是牛顿建立在前人的基础上研究出来的,但是我们一样不可否认牛顿的天才。
牛顿在晚年的时候因为在物理学上的研究瓶颈,遇到很多无法解释的事情,所以他转向了神学研究,甚至创立出“神的第一推动力”学说。同样,牛顿也通过演算解除《圣经密码》,预言世界末日。虽然现在看来是无稽之谈,但也只能算是牛顿失败的成就。
牛顿是什么之父
牛顿一生辉煌,在物理学、天文、力学、神学等败磨方面都有所涉猎,所以他荣获了很多殊荣和称号,例如说牛顿是“力学之父”“现代科学之父”以及“近代物理学之父”。
关于第一种说法是因为他仅在力学方面就达到了相当高的水平。牛顿在毕业后尚未工作留校,就在此时他研究了许多的书籍,并运用其知识发现了众多力学理论,这些规律被众人认定成定律。关于牛顿的第二种说法说与科学有着千丝万缕的联系,其原因是牛顿都以有理论依据的操作和方式为基础进行科学实验的,一定程度上推动了科学发展,以至于在以后的几个世纪里都有所影响。关于牛顿是什么之父第三种说法,对牛顿赞誉极佳。这种说法与其说是一种称呼,不如说是一种赞誉。因为他在力学方面的成就,使得其引领了物理学研究进程。
总结三种牛顿是什么之父的说法,各有各的道理。但三种说法字面不同,但实质相同。无论是物理学还是科学的方面的说法都是在赞誉牛顿人生中的成果,我们看到这些成果,在发出赞叹的同时也深受其蒙泽。
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牛顿的简介
牛顿(IsaacNewton,1643―1727)
英国伟大的物理学家、数学家、天文学家.恩格斯说:“牛顿由于发现了万有引力定律而创立了天文学,由于进行光的分解而创立了科学的光学,由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了力学的本性而创立了科学的力学.”的确,牛顿在自然科学领域里作了奠基性的贡献,堪称科学巨匠.
牛顿出生于英国北部林肯郡的一个农民家庭.1661年考上剑桥大学特里尼蒂学校,1665年毕业,这时正赶上鼠疫,牛顿回家避疫两年,期间几乎考虑了他一生中所研究的各个方面,特别是他一生中的几个重要贡献:万有引力定律、经典力学、微积分和光学.
牛顿发现万有引力定律,建立了经典力学,他用一个公式将宇宙中最大天体的运动和最小粒子的运动统一起来.宇宙变得如羡哗此清晰:任何一个运动都不是无故发生,都是长长的一系列因果链条中的一个状态、一个环节,是可以精确描述的.人们打破几千年来神的意志统治世界的思想,开始相信没有任何东西是智慧所不能确切知道的.相比于他的理论,牛顿更伟大的贡献是使人们从此开始相信科学.
牛顿是一个远远超过那个时代所有人智慧的科学巨人,他对真理的探索是如此痴迷,以至于他的理论成果都是在别人的敦促下才公诸于世的,对牛顿来说创造本身就是最大的乐趣.
回答者:西伯利亚的狼 - 状元 十四级 5-10 21:56
牛顿简介
牛顿(Isaac Newton,1643~1727)伟大的物理学兄培行家、天文学家和数学家,经典力学体系的奠基人.
牛顿1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)诞生于英格兰东部小镇乌尔斯索普一个自耕农家庭.出生前八九个月父死于肺炎.自小瘦弱,孤僻而倔强.3岁时母亲改嫁,由外祖母抚养.11岁时继父去世,母亲又带3个弟妹回家务农.在不幸的家庭生活中,牛顿小学时成绩较差,“除设计机械外没显出才华”.
牛顿自小热爱自然,喜欢动脑动手.8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工,他特别喜欢刻制日晷,利用圆盘上小棍的投影显示时刻.传说他家里墙角、窗台上到处都有他刻划的日晷,他还做了一个日晷放在村中央,被人称为“牛顿钟”,一直用到牛顿死后好几年.他还做过带踏板的自行车;用小木桶做过滴漏水钟;放过自做的带小灯笼的风筝(人们以为是彗星出现);用小老鼠当动力做了一架磨坊的模型,等等.他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验:为了计算风力和风速,他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃,再量出两次跳跃的距离差.牛顿在格兰瑟姆中学读书时,曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店,这里更培养了他的科学实验习惯,因为当时的药店就是一所化学实验室.牛顿在自己的笔记中,将自然现象分类整理,包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等.这些灵活的学习方中晌法,都为他后来的创造打下了良好基础. 牛顿曾因家贫停学务农,在这段时间里,他利用一切时间自学.放羊、购物、农闲时,他都手不释卷,甚至羊吃了别人庄稼,他也不知道.他舅父是一个神父,有一次发现牛顿看的是数学,便支持他继续上学.1661年6月考人剑桥大学三一学院.作为领取补助金的“减费生”,他必须担负侍候某些富家子弟的任务.三一学院的巴罗(Isaac Barrow, 1630~1677)教授是当时改革教育方式主持自然科学新讲座(卢卡斯讲座)的第一任教授,被称为“欧洲最优秀的学者”,对牛顿特别垂青,引导他读了许多前人的优秀著作.1664年牛顿经考试被选为巴罗的助手,1665年大学毕业.
在1665~1666年,伦敦流行鼠疫的两年间,牛顿回到家乡.这两年牛顿才华横溢,作出了多项发明.1667年重返剑桥大学,1668年7月获硕士学位.1669年巴罗推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授,1672年成为皇家学会会员,1703年成为皇家学会终身会长.1699年就任造币局局长,1701年他辞去剑桥大学工作,因改革币制有功,1705年被封为爵士.1727年牛顿逝世于肯辛顿,遗体葬于威斯敏斯特教堂.
牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的.他的助手H.牛顿说过,“他很少在两、三点前睡觉,有时一直工作到五、六点.春天和秋天经常五、六个星期住在实验室,直到完成实验.”他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一问题的习惯.他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说:“不断地沉思”.这正是他的主要特点.对此有许多故事流传:他年幼时,曾一面牵牛上山,一面看书,到家后才发觉手里只有一根绳;看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里;有一次,他请朋友到家中吃饭,自己却在实验室废寝忘食地工作,再三催促仍不出来,当朋友把一只鸡吃完,留下一堆骨头在盘中走了以后,牛顿才想起这事,可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说:“我还以为没有吃饭,原来我早已吃过了”.
牛顿的成就,恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为完整:“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科学的光学,由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了力的本性而创立了科学的力学”.(牛顿在建立万有引力定律及经典力学方面的成就详见本手册相关条目),这里着重从数学、光学、哲学(方法论)等方面的成就作一些介绍.
(1)牛顿的数学成就
17世纪以来,原有的几何和代数已难以解决当时生产和自然科学所提出的许多新问题,例如:如何求出物体的瞬时速度与加速度?如何求曲线的切线及曲线长度(行星路程)、矢径扫过的面积、极大极小值(如近日点、远日点、最大射程等)、体积、重心、引力等等;尽管牛顿以前已有对数、解析几何、无穷级数等成就,但还不能圆满或普遍地解决这些问题.当时笛卡儿的《几何学》和瓦里斯的《无穷算术》对牛顿的影响最大.牛顿将古希腊以来求解无穷小问题的种种特殊方法统一为两类算法:正流数术(微分)和反流数术(积分),反映在1669年的《运用无限多项方程》、1671年的《流数术与无穷级数》、1676年的《曲线求积术》三篇论文和《原理》一书中,以及被保存下来的1666年10月他写的在朋友们中间传阅的一篇手稿《论流数》中.所谓“流量”就是随时间而变化的自变量如x、y、s、u等,“流数”就是流量的改变速度即变化率,写作等.他说的“差率”“变率”就是微分.与此同时,他还在1676年首次公布了他发明的二项式展开定理.牛顿利甩它还发现了其他无穷级数,并用来计算面积、积分、解方程等等.1684年莱布尼兹从对曲线的切线研究中引入了和拉长的S作为微积分符号,从此牛顿创立的微积分学在大陆各国迅速推广.
微积分的出现,成了数学发展中除几何与代数以外的另一重要分支——数学分析(牛顿称之为“借助于无限多项方程的分析”),并进一步进进发展为微分几何、微分方程、变分法等等,这些又反过来促进了理论物理学的发展.例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲线的解答,这是变分法的最初始问题,半年内全欧数学家无人能解答.1697年,一天牛顿偶然听说此事,当天晚上一举解出,并匿名刊登在《哲学学报》上.伯努利惊异地说:“从这锋利的爪中我认出了雄狮”.
(2)牛顿在光学上的成就
牛顿的《光学》是他的另一本科学经典著作(1704年).该书用标副标题是“关于光的反射、折射、拐折和颜色的论文”,集中反映了他的光学成就.
第一篇是几何光学和颜色理论(棱镜光谱实验).从1663年起,他开始磨制透镜和自制望远镜.在他送交皇家学会的信中报告说:“我在1666年初做了一个三角形的玻璃棱镜,以便试验那著名的颜色现象.为此,我弄暗我的房间……”接着详细叙述了他开小孔、引阳光进行的棱镜色散实验.关于光的颜色理论从亚里士多德到笛卡儿都认为白光纯洁均匀,乃是光的本色.“色光乃是白光的变种.牛顿细致地注意到阳光不是像过去人们所说的五色而是在红、黄、绿、蓝、紫色之间还有橙、靛青等中间色共七色.奇怪的还有棱镜分光后形成的不是圆形而是长条椭圆形,接着他又试验“玻璃的不同厚度部分”、“不同大小的窗孔”、“将棱镜放在外边”再通过孔、“玻璃的不平或偶然不规则”等的影响;用两个棱镜正倒放置以“消除第一棱镜的效应”; 取“来自太阳不同部分的光线,看其不同的入射方向会产生什么样的影响”;并“计算各色光线的折射率”,“观察光线经棱镜后会不会沿曲线运动”;最后才做了“判决性试验”:在棱镜所形成的彩色带中通过屏幕上的小孔取出单色光,再投射到第二棱镜后,得出核色光的折射率(当时叫“折射程度”),这样就得出“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非匀匀的混合体”.这个惊人的结论推翻了前人的学说,是牛顿细致观察和多项反复实验与思考的结果. 在研究这个问题的过程中,牛顿还肯定:不管是伽利略望远镜(凹、凸)还是开普勒望远镜(两个凸透镜),其结构本身都无法避免物镜色散引起起的色差.他发现经过仔细研磨后的金属反射镜面作为物镜可放大 30~40倍.1671年他将此镜送皇家学会保存,至今的巨型天文望远镜仍用牛顿式的基本结构.牛顿磨制及抛光精密光学镜面的方法,至今仍是不少工厂光学加工的主要手段.
《光学》第二篇描述了光照射到叠放的凸透镜和平面玻璃上的“牛顿环”现象的各种实验.除产生环的原因他没有涉及外,他作了现代实验所能想到的一切实验,并作了精确测量.他把干涉现象解释为光行进中的“突发”或“切合”,即周期性的时而突然“易于反射”,时而“易于透射”,他甚至测出这种等间隔的大小,如黄橙色之间有一种色光的突发间隔为 1/89 000英寸(即现今 2 854×10-10米),正好与现代波长值5 710×10-10米相差一半!
《光学》第三篇是“拐折”(他认为光线被吸收)即衍射、双折射实验和他的31个疑问.这些衍射实验包括头发丝、刀片、尖劈形单缝形成的单色窄光束“光带”(今称衍射图样)等10多个实验.牛顿已经走到了重大发现的大门口却失之交臂.他的31个疑问极具启发性,说明牛顿在实验事实和物理思想成熟前并不先作绝对的肯定.牛顿在《光学》一、二篇中视光为物质流,即由光源发出的速度、大小不同的一群粒子,在双折射中他假设这些光粒子有方向性且各向异性.由于当时波动说还解释不了光的直进,他是倾向于粒子说的,但他认为粒子与波都是假定.他甚至认为以太的存在也是没有根据的.
在流体力学方面,牛顿指出流体粘性阻力与剪切率成正比,这种阻力与液体各部分之间的分离速度成正比,符合这种规律的(如、空气与水)称为牛顿流体. 在热学方面,牛顿的冷却定律为:当物体表面与周围形成温差时,单位时间单位面积上散失的热量与这一温差成正比.
在声学方面,他指出声速与大气压强平方根成正比,与密度平方根成反比.他原来把声传播作为等温过程对待,后来 P.S.拉普拉斯纠正为绝热过程.
(3)牛顿的哲学思想和科学方法
牛顿在科学上的巨大成就连同他的朴素的唯物主义哲学观点和一套初具规模的物理学方法论体系,给物理学及整个自然科学的发展,给18世纪的工业革命、社会经济变革及机械唯物论思潮的发展以巨大影响.这里只简略勾画一些轮廓. 牛顿的哲学观点与他在力学上的奠基性成就是分不开的,一切自然现象他都力图力学观点加以解释,这就形成了牛顿哲学上的自发的唯物主义,同时也导致了机械论的盛行.事实上,牛顿把一切化学、热、电等现象都看作“与吸引或排斥力有关的事物”.例如他最早阐述了化学亲和力,把化学置换反应描述为两种吸引作用的相互竞争;认为“通过运动或发酵而发热”;火药爆炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞击、分解、放热、膨胀的过程,等等.
这种机械观,即把一切的物质运动形式都归为机械运动的观点,把解释机械运动问题所必需的绝对时空观、原子论、由初始条件可以决定以后任何时刻运动状态的机械决定论、事物发展的因果律等等,作为整个物理学的通用思考模式.可以认为,牛顿是开始比较完整地建立物理因果关系体系的第一人,而因果关系正是经典物理学的基石. 牛顿在科学方法论上的贡献正如他在物理学特别是力学中的贡献一样,不只是创立了某一种或两种新方法,而是形成了一套研究事物的方法论体系,提出了几条方法论原理.在牛顿《原理》一书中集中体现了以下几种科学方法:
①实验——理论——应用的方法.牛顿在《原理》序言中说:“哲学的全部任务看来就在于从各种运动现象来研究各种自然之力,而后用这些方去论证其他的现象.”科学史家 I.B.Cohen正确地指出,牛顿“主要是将实际世界与其简化数学表示反复加以比较”.牛顿是从事实验和归纳实际材料的巨匠,也是将其理论应用于天体、流体、引力等实际问题的能手.
②分析——综合方法.分析是从整体到部分(如微分、原子观点),综合是从部分到整体(如积分,也包括天与地的综合、三条运动定律的建立等).牛顿在《原理》中说过:“在自然科学里,应该像在数学里一样,在研究困难的事物时,总是应当先用分析的方法,然后才用综合的方法…….一般地说,从结果到原因,从特殊原因到普遍原因,一直论证到最普遍的原因为止,这就是分析的方法;而综合的方法则假定原因已找到,并且已经把它们定为原理,再用这些原理去解释由它们发生的现象,并证明这些解释的正确性”. ③归纳——演绎方法.上述分析一综合法与归纳一演绎法是相互结合的.牛顿从观察和实验出发.“用归纳法去从中作出普通的结论”,即得到概念和规律,然后用演绎法推演出种种结论,再通过实验加以检验、解释和预测,这些预言的大部分都在后来得到证实.当时牛顿表述的定律他称为公理,即表明由归纳法得出的普遍结论,又可用演绎法去推演出其他结论. ④物理——数学方法.牛顿将物理学范围中的概念和定律都“尽量用数学演出”.爱因斯坦说:“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础,从这个基础出发他用数学的思维,逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合”,“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求,微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”.牛顿把他的书称为《自然哲学的数学原理》正好说明这一点.
牛顿的方法论原理集中表述在《原理》第三篇“哲学中的推理法则”中的四条法则中,此处不再转引.概括起来,可以称之为简单性原理(法则1),因果性原理(法则2),普遍性原理(法则3),否证法原理(法则4,无反例证明者即成立).有人还主张把牛顿在下一段话的思想称之为结构性原理:“自然哲学的目的在于发现自然界的结构的作用,并且尽可能把它们归结为一些普遍的法规和一般的定律——用观察和实验来建立这些法则,从而导出事物的原因和结果”.
牛顿的哲学思想和方法论体系被爱因斯坦赞为“理论物理学领域中每一工作者的纲领”.这是一个指引着一代一代科学工作者前进的开放的纲领.但牛顿的哲学思想和方法论不可避免地有着明显的时代局限性和不彻底性,这是科学处于幼年时代的最高成就.牛顿当时只对物质最简单的机械运动作了初步系统研究,并且把时空、物质绝对化,企图把粒子说外推到一切领域(如连他自己也不能解释他所发现的“牛顿环”),这些都是他的致命伤.牛顿在看到事物的“第一原因”“不一定是机械的”时,提出了“这些事情都是这样地井井有条……是否好像有一位……无所不在的上帝”的问题,(《光学》,疑问29),并长期转到神学的“科学”研究中,费了大量精力.但是,牛顿的历史局限性和他的历史成就一样,都是启迪后人不断前进的教材.
牛顿的生平简介
1643年1月4日,艾萨克·牛顿出生于英格兰林肯郡乡下的一个小村落伍尔索普村的伍尔索普(Woolsthorpe)庄园。在牛顿出生之时,英格兰并没有采用教皇的最新历法,因此他的生日被记载为1642年的圣诞节。
1648年,牛顿被送去读书。少年时的牛顿并不是神童,他成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从橘盯拆中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。
1654年,牛顿进了离家有十几公里九龙的金格斯皇家中学读书。牛顿的母亲原希望他成为一个农民,但牛顿本人却无意于此,而酷爱读书。
后来迫于生活困难,母亲让牛顿停学在家务农,赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷,以至经常忘了干活。
1661年6月3日,他进入了剑桥大学的三一学院。在那时,该学院的教学基于亚里士多德的学说,但牛顿更喜欢阅读一些笛卡尔等现代哲学家以及伽利略、哥白尼和开普勒等天文学家更先进的思想。
1665年,他发现了广义二项式定理,并开始发展一套新的数学理论,也就是后来为世人所熟知的微积分学。1665年,牛顿获得了学位,而大学为了预防伦敦大瘟疫而关闭了。
在此后两年里,牛顿在家中继续研究微积分学、光学和万有引力定律。
1669年,被授予卢卡斯数学教授席位。
1689年,他当选为国会议员。牛顿在1689年到1690年和1701年是皇家科学院的成员,在1703年成为皇家学会会长,并任职24年之久,在历任会长中仅次于约瑟夫·班克斯,同时也是法国科学院的会员。
1696年,牛顿通过了当时的财政大臣查尔斯·孟塔古的提携迁到了伦敦作皇家铸币厂的监管,一直到去世。
1705年,牛顿被安妮则滑女王封为爵士。
1727年3月31日(格兰历),伟大的艾萨克·牛顿逝世,与很多杰出的英国人一样被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着:让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在。
扩展资料:
不管牛顿的生平有过多少谜团和争议,但这都不足以降低牛顿的影响力。1726年,伏尔泰曾说过牛顿是最伟大的人,因为“他用真理的力量统治我们的头脑,而不是用武力奴役我们”。圆枣
事实上,如果你查阅一部科学百科全书的索引,你会发现有关牛顿和他的定律及发现的材料要比任何一位科学家都多二到三倍。
莱布尼茨并不是牛顿的朋友,他们之间曾有过非常激烈的争论。但他写道:“从世界的开始直到牛顿生活的时代为止,对数学发展的贡献绝大部分是牛顿做出的。”
伟大的法国科学家拉普拉斯写到:“《原理》是人类智慧的产物中最卓越的杰作。”拉格朗日经常说牛顿是有史以来最伟大的天才。
在美国学者麦克·哈特所著的《影响人类历史进程的100名人排行榜》,牛顿名列第2位,仅次于穆罕默德。书中指出:在牛顿诞生后的数百年里,人们的生活方式发现了翻天覆地的变化,而这些变化大都是基于牛顿的理论和发现。
在过去500年里,随着现代科学的兴起,大多数人的日常生活发生了革命性的变化。同1500年前的人相比,我们穿着不同,饮食不同,工作不同,更与他们不同的是我们还有大量的闲暇时间。
科学发现不仅带来技术上和经济上的革命,它还完全改变了政治、宗教思想、艺术和哲学。
参考资料来源:百度百科-艾萨克·牛顿