樹大招風,對牛頓的車輪戰

2021-01-09 五道口的顏學姐

今天,牛頓出生(1643年1月4日;舊儒略曆1642年12月25日)。現在教科書時不時就出現牛頓這個,牛頓那個。牛頓那麼多成果是不是他親力親為的原創呢?按照現代人的科研感覺,太難了!也許牛頓真的很聰慧(還有人說他的成果幾乎都是在三十歲之前完成的,這就更有挑戰性了),但更有可能的是他站在巨人的肩膀上,而後來的英國人故意把他所站的肩膀神隱了(就如同名冠西域的亞里斯多德,他的著作估計也是後人堆到他一個人頭上的;見這篇有點詭異的亞里斯多德)。

摘譯這篇外國人的質疑,看看神仙咋掐戰。原文見:http://www.motiongenesis.com/MGWebSite/MGQuirkyNews/ControversyWithNewton.html

一、第二定律是牛頓的嗎?

牛頓不是最先提出「牛頓第二定律」的人。1669年(比牛頓早18年),皇家學會會員約翰·沃利斯(John Wallis)寫道:

靜止物體不願意運動,而運動的物體則不喜歡靜止,儘管Body as Body對兩者都沒差異,並將繼續保持原狀(無論是靜止還是運動)。直到某些積極的原因改變了物體的狀態。當這種積極的原因出現時,它的作用與其力量成正比。推動的強度越小,被推動的物體越重,運動就越慢。

此外,託馬斯·霍布斯(Thomas Hobbes)出版了他的《利維坦1651年》(比牛頓早36年),寫到:

當事物靜止不動時,除非有其他作用,否則它將永遠靜止,這是一個沒有人懷疑的真理。但是[命題]當事物在運動中時將永遠處於運動狀態,除非有其他原因使它停下來,儘管原因(對靜止和對運動)是相同的(即沒有什麼能改變自身),這一點(指命題)並沒有那麼容易地達成。

二、牛頓的萬有引力定律?

胡克在1666年向皇家學會提出了一種新的萬有引力/運動理論,他說:

我將解釋一個與已有大不相同的世界體系。它建立在以下基礎上。

所有的天體不僅對其自身的中心具有引力,而且在它們的作用範圍內相互吸引。

所有具有簡單運動的物體將繼續沿直線運動,除非在某些外力的作用下不斷偏離該直線,從而使它們描繪出一個圓,一個橢圓或其他曲線。

若物體越來越近,則吸引力越來越大。

1672年,胡克試圖證明地球繞太陽以橢圓軌跡運動。1679年,他提出了萬有引力平方反比定律,以解釋行星運動。

朝向中心吸引運動……我的假設是,吸引總是與到中心距離倒數成平方比例……

儘管胡克沒有給出關於其猜想的數學證明,但他首次提出了萬有引力的平方反比定律。這導致了他與牛頓的激烈爭執,牛頓隨後從《原理》中刪除了大部分關於胡克的提法。他們的仇恨持續了數十年。在1690年對皇家學會的演講中,胡克說:

關於我本人和本人首次發現並向本學會展示的引力性質,最近牛頓先生幫了我的大忙,已經當成他自己的發明去印刷和出版了。

三、牛頓的光定律?

胡克和牛頓之間最初的友好關係後來變得痛苦不堪。牛頓有兩次精神崩潰,胡克變得憤世嫉俗並畏首畏尾。胡克聲稱牛頓的光與色理論剽竊前者七年前(1665年)的想法。牛頓當選皇家學會主席時,皇家學會的胡克論文和為皇家學會專門畫的胡克肖像被牛頓``丟失''了(最近又重新發現啦)。牛頓想燒掉胡克的所有論文(他沒有成功)。

具有諷刺意味的是,牛頓的名言出現在1676年2月5日他致胡克的簡簡訊中了:

如果我看得遠一些,那是因為站在了巨人的肩膀上(If I have seen further, it is by standing on ye shoulders of Giants)。

四、牛頓發明了微積分?

儘管牛頓和萊布尼茲共享了微積分的發明,但他們之間的關係仍存在爭議-牛頓和萊布尼茲及其各自的支持者聲稱對方剽竊,並損害了己方的名譽。

作為皇家學會的主席,牛頓任命了一個``公正的''委員會來裁定是他發明了微積分,還是萊布尼茲發明的。委員會官方發布的報告是他自己撰寫的(雖然不是以他的名字),然後又寫了一篇評論(再次匿名)發布在皇家學會的《哲學會刊》上。

具有諷刺意味的是,性格內向的牛頓去世,享年80歲,是英國的民族英雄,他的葬禮獲得了最高榮譽(通常保留給英國政治家和將軍)。然而,更友善的萊布尼茲死於70歲,幾乎完全被遺忘,葬禮上只有他的秘書參加。

牛頓令人恐怖的才華嚇倒了英國數學家。英格蘭一個多世紀以來再也沒有培養出一流的數學家。歐洲其他鄰國對英國則沒那麼畢恭畢敬,在伯努利家族、倫納德·歐拉、達朗貝爾、拉格朗日、拉普拉斯、傅立葉等牛人的帶領下,通過微分方程和變分演算等引領了數學潮流。

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