看看牛頓究竟厲害在哪裡

2020-12-05 清風課餘文化
艾薩克 牛頓

艾薩克·牛頓,17世紀英格蘭物理學家和數學家,號稱人類最偉大的科學家,他是人類歷史上屈指可數的幾個科學巨人一。他在物理學,數學和天文學的貢獻,是開天闢地的。甚至人說,愛因斯坦與之沒有可比性。那麼牛頓真的有這麼偉大嗎?今天我們來客觀地看看牛頓地成就。

1642年12月25日,牛頓出生在英國被稱為烏爾斯·索普小村莊,剛出生時極度虛弱,是個早產兒,體重不到5斤,甚至差點喪命。他的父親從小牛頓去世,和母親相依為命。1661年,他進入劍橋大學三一學院學習。牛頓之所以有名,主要在於他在物理學和數學領域地成就。那麼我們來分析一下:

1.創立微積分,開闢了數學領域的新時代。

微積分的誕生是頗具爭議的,因為它涉及到了另外以為大數學家萊布尼茨。戈特弗裡德·威廉·萊布尼茨,1646年~1716年,他是德國哲學家、數學家。他的多才多藝在歷史上也是很少有人能和他相比。他涉及地領域包括歷史、語言、生物、地質、機械、物理、法律、外交、神學等方面。被譽為十七世紀的亞里斯多德。和牛頓共同成為為微積分學的創建人,但是他們的研究是獨立的,或者可以說他們各自獨立完成了微積分的初始發明。

牛頓手稿

牛頓主要從運動學定義出發去研究微積分的,比如他可能突然想到把不均勻的速度按時間積加起來就是路程。而萊布尼茨是從幾何學去研究的,就是我們所知的,把圖形切成無數個矩形來計算面積的。據考證,萊布尼茨是早於牛頓給出積分定義的,而牛頓後來給出的積分學更為系統而且嚴謹科學,又萊布尼茨的符號更好,現在我們所使用的積分符號以及dx,dy這些都是來源於萊布尼茨,而牛頓的符號過於複雜,雖然在當時官方要求使用牛頓的符號,但這是出於牛頓的個人影響力,因此,數學在英國的發展也由此進入低谷,歐拉高斯等數學家也都是英國之外的,儘管後來英國成為日不落帝國。

牛頓與萊布尼茨的通信裡可以得知,他們之間並未相互借鑑,都是各自獨立完成發現的,萊布尼茨很尊敬牛頓,牛頓對萊布尼茨的評價也非常高。於是後人把微積分定義成牛頓和萊布尼茨共同創立,以作紀念。然而,事實上是,他們都是天才。積分學對於後來科學的發展是極其重要的,可以說是理工科最最基本的知識和工具,所以高等數學是理工生和經濟學的必修課程。

2.發現萬有引力,打開了物理世界的大門。

牛頓手稿

牛頓之前的物理學界,可謂是一片混沌,甚至充滿著神學的成分。牛頓發現萬有引力要提到兩個更為遠古的物理學家,伽利略和克卜勒。伽利略藉助比薩斜塔實驗找到了自由落體定律,克卜勒繼承了哥白尼的地心說體系,得出了行星三大定律。在此基礎上,牛頓發現,行星之間牽連的引力與地球對物體的引力是同一種,後來經過進一步計算,得出了萬有引力公式。

根據牛頓的研究成果,可以測量太陽和行星的質量,可以判定計算彗星的軌道和質量,表明了月球和太陽的引力導致的地球海潮現象,判斷出了用於飛躍出地球引力和太陽系所需的最小速度,它們被命名為第一,第二,和第三宇宙速度。牛頓不僅驗證了前人的成果,並為未來的太空航天技術的發展提供精確權威的科學依據。

牛頓三定理

而這只是力學成就。牛頓三定理的應用又開創了物理學其他方面的研究,比如電磁學,聲學,光學,熱血等。在現代,只要是理工生,牛頓這個人可以伴隨你從初中到博士。甚至在與理科差距較大的經濟學上,牛頓也提出了極為重要的金本位制度。

牛頓開創了物理學的典範,第一,物理學的實驗傳統由牛頓建立,第二是物理公理化建立。愛因斯坦評價牛頓:在牛頓之前的世界,完全不存在那麼一個關於物理因果性的完整體系,以此來表明任何經驗世界的深刻特徵。而在他之前和之後,更沒有像他那樣決定著西方的思想研究和實踐的方法。

1669年,牛頓被授予盧卡斯數學教授席位。

1689年,牛頓當選為國會議員。牛頓在1689年到1690年和1701年是皇家科學院的普通成員,在1703年當選為英國皇家學會會長,並任職了24年之久,同時也是法國科學院的會員。

1696年,牛頓得到了當時的財政大臣的提攜,故而遷到了倫敦作皇家鑄幣廠的監管,一直到去世。他曾經主持了英國最大的貨幣重鑄工作。身為皇家鑄幣廠的主管官員,因為長期與鑄造假幣作鬥爭,牛頓當上了太平紳士。

1705年,牛頓被安妮女王封為爵士貴族。

雖然晚年的牛頓犯了些錯誤,甚至把研究不出來結果的領域歸結為神,但是這絲毫沒有影響人們對他貢獻的評價。

1727年3月20日上午,牛頓去世。英國詩人教皇為他題了墓志銘:「自然的和自然的法則,隱藏在黑夜中,上帝說,讓牛頓誕生去吧,後來一切光明。「

牛頓與達爾文的ji'nian'bei

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