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以太坊神童

發布時間: 2021-08-27 04:42:11

❶ 牛頓的小故事有哪些急急急急急急

我們都知道,牛頓是位偉大的科學家。為自然科學的發展做出了巨大貢獻。那麼,他的成就主要在哪些方面呢?先看看他在天文學方面的貢獻。在牛頓之前,哥白尼、布魯諾、開普勒等人曾經取得了很大成就。牛頓繼承並發展了他們的研究成果。牛頓年輕的時候,就相信開普勒提出的行星按照一定軌道運動的理論。但為什麼會這樣運動呢?他感到一定有種隱藏著的力量在牽著這些行星,使它們不致於脫離軌道,在天空中亂飛。月亮繞著地球運轉,一定是有種力在牽著它;一件東西向地面落下,也是因為被這種力吸向地面。經過深入地思考和研究,牛頓發現任何物體都具有吸引力。於是他發現了萬有引力定律。這就是:宇宙中的任何物體之間,都存在著相互吸引力;各個物體間吸引力的大小,與物體的大小成正比,與它們之間的距離成反比。牛頓還把這個定律用數學公式表達出來,後來它成為天文學上的基礎定律,極大地推動了對天體運動的研究。同時,它對於研究物體的運動,都有普遍意義。
在光學方面,牛頓用三棱鏡進行光的實驗,把白光分解成紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的光帶。他通過倒置棱鏡,又把七色光帶綜合為白光。這樣,就正確解釋了白光(即日光)是由有色光組織成的,從而奠定了光譜學的基礎。另外,他製成了世界上第一架反射望遠鏡,能夠放大40倍,通過它,可以看到木星上的衛星。反射望遠鏡的發明,使人類對天體的觀察進入了一個新階段。
在數學上,牛頓創立了二項式定理和微積分學,推動了數學研究的發展。
在力學上,牛頓在伽利略力學理論的基礎上,經過長期深入研究,解釋了眾多的力學現象,建立了完整的力學理論體系。其中,力學三定律,也稱「牛頓三定律」,對近代自然科學的發展影響最大。
總之,牛頓是近代自然科學的奠基人,在科學發展史上佔有非常重要的地位。
牛頓在科學上能夠取得這么多的重大成就,不是偶然的。這是他善於觀察思考,勤奮刻苦鑽研的結果。
1642年,牛頓生於英國東南部林肯郡的一個農村。他從小就喜歡讀書,非常勤奮,還特別喜歡手工,家裡給他的零用錢,他都用來購買木工工具。他做了許多精巧的風車、風箏、日晷、漏壺等實用器械。18歲那年,牛頓進入劍橋大學三一學院,26歲,就成為劍橋大學著名的數學教授。
年輕的時候,牛頓就非常注意觀察自然現象,不管什麼事都在心裡問個為什麼。據傳說,一天傍晚,牛頓在蘋果樹下乘涼,忽然有一個蘋果從樹上掉下來,剛好落在他身邊。牛頓看見後,覺得很奇怪,蘋果為什麼掉在地下,而不向天上飛去呢?在「蘋果落地」的啟發下,經過專心思考和研究,牛頓後來發現了萬有引力定律。
牛頓非常勤奮,他一生中的絕大部分時間是在實驗室度過的,他常通宵達旦地做實驗,有時一連六個星期都在實驗室工作,不分白天和黑夜,直到把實驗做完為止。
有一天,他請一個朋友吃飯。可是朋友來了,他卻還在實驗室里工作。吃飯的時間早過了,還不見牛頓從實驗室里出來。朋友餓急了,就自己到餐廳里把一隻雞吃了,雞骨頭留在了碗里。過了一會兒,牛頓來到餐廳,看到碗里有很多雞骨頭,不覺驚奇地說:「原來我已經吃過飯了。」於是又回到了實驗室工作。
又有一次牛頓一邊思考問題。一邊准備煮雞蛋。不知不覺地把自己的懷表扔進鍋里煮了起來。
牛頓就是這樣忘我,這樣孜孜不倦地鑽研學問的。
牛頓雖然是位偉大的科學家,卻從來沒有驕傲自滿過,他謙虛地說:在科學的道路上,我們只是一個在海邊玩耍的孩子,偶然拾到一塊美麗的石子。至於真理的大海,我還沒有發現呢!
1727年,牛頓病逝於倫敦郊區。英國政府為他舉行了隆重的國葬。

❷ 求一部動漫紀錄片,主要講述科學發展歷史,包括牛頓、伽利略、哥白尼等科學家的。

人物生平 一陸四吧年,牛頓被送去讀書。少年時的牛頓並不是神童,他成績一般,但他喜歡讀書,喜歡看一些介紹各種簡單機械模型製作方法的讀物,並從中受到啟發,自己動手製作些奇奇怪怪的小玩意,如風車、木鍾、折疊式提燈等等。 傳說小牛頓把風車的機械原理摸透後,自己製造了一架磨坊的模型,他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上,然後在輪子的前面放上一粒玉米,剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不斷地跑動,於是輪子不停地轉動;又一次他放風箏時,在繩子上懸掛著小燈,夜間村人看去驚疑是彗星出現;他還製造了一個小水鍾。每天早晨,小水鍾會自動滴水到他的臉上,催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻,尤其喜歡刻日晷,家裡牆角、窗檯上到處安放著他刻畫的日晷,用以驗看日影的移動。 學生時代 一陸5四年,牛頓進了離家有十幾公里九龍的金格斯皇家中學讀書。牛頓的母親原希望他成為一個農民,但牛頓本人卻無意於此,而酷愛讀書。隨著年歲的增大,牛頓越發愛好讀書,喜歡沉思,做科學小實驗。他在金格斯皇家中學讀書時,曾經寄宿在一位葯劑師家裡,使他受到了化學試驗的熏陶。 後來迫於生活困難,母親讓牛頓停學在家務農,贍養家庭。但牛頓一有機會便埋首書卷,以至經常忘了幹活。每次,母親叫他同傭人一道上市場,熟悉做交易的生意經時,他便懇求傭人一個人上街,自己則躲在樹叢後看書。有一次,牛頓的舅父起了疑心,就跟蹤牛頓上市鎮去,發現他的外甥牛頓伸著腿,躺在草地上,正在聚精會神地鑽研一個數學問題。牛頓的好學精神感動了舅父,於是舅父勸服了母親讓牛頓復學,並鼓勵牛頓上大學讀書。牛頓又重新回到了學校,如飢似渴地汲取著書本上的營養。 從一二 歲左右到一漆歲,牛頓都在金格斯皇家中學學習,在該校圖書館的窗檯上還可以看見他當年的簽名。他曾從學校退學,並在一陸59年一0月回到埃爾斯索普村,因為他再度守寡的母親想讓牛頓當一名農夫。牛頓雖然順從了母親的意思,但據牛頓的同儕後來的敘述,耕作工作讓牛頓相當不快樂。所幸金格斯皇家中學的校長亨利·斯托克斯(Henry Stokes)說服了牛頓的母親,牛頓又被送回了學校以完成他的學業。他在一吧歲時完成了中學的學業,並得到了一份完美的畢業報告。 一陸陸一年陸月三日,他進入了劍橋大學的三一學院。[5]  在那時,該學院的教學基於亞里士多德的學說,但牛頓更喜歡閱讀一些笛卡爾等現代哲學家以及伽利略、哥白尼和開普勒等天文學家更先進的思想。一陸陸5年,他發現了廣義二項式定理,並開始發展一套新的數學理論,也就是後來為世人所熟知的微積分學。在一陸陸5年,牛頓獲得了學位,而大學為了預防倫敦大瘟疫而關閉了。在此後兩年裡,牛頓在家中繼續研究微積分學、光學和萬有引力定律。 政治生涯 一陸陸9年,被授予盧卡斯數學教授席位。 一陸吧9年,他當選為國會議員。牛頓在一陸吧9年到一陸90年和一漆0一年是皇家科學院的成員,在一漆0三年成為皇家學會會長,並任職二四年之久,在歷任會長中僅次於約瑟夫·班克斯,同時也是法國科學院的會員。 一陸9陸年,牛頓通過了當時的財政大臣查爾斯·孟塔古的提攜遷到了倫敦作皇家鑄幣廠的監管,一直到去世。他主持了英國最大的貨幣重鑄工作,此職位一般都是閑職,但牛頓卻非常認真的對待。身為皇家鑄幣廠的主管官員,牛頓估計大約有二0%的硬幣是偽造的。為那些惡名昭著的罪犯定罪是非常困難的;不過事實證明牛頓做得可以。牛頓為此當上了太平紳士。 一漆05年,牛頓被安妮女王封為爵士。 牛頓在一陸漆0年代寫了很多處理聖經的文字解釋的宗教小冊子。亨利·摩爾的宇宙信仰和拒絕笛卡兒二元論影響了牛頓的宗教觀念。在他發給約翰·洛克的一個從未發表的手稿中,他爭議了三位一體的存在性。 與世長辭 一漆二漆年三月三一日(格蘭歷),偉大的艾薩克·牛頓逝世,與很多傑出的英國人一樣被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著:讓人們歡呼這樣一位多麼偉大的人類榮耀曾經在世界上存在 當西元一漆二漆年牛頓以吧5歲的高齡過世時,英國人將他葬於西敏寺。西敏寺的前身是一個修道院,一5漆9年,英國女王伊麗莎白一世將西敏寺改為學院,校長由 牛頓之墓 英國君主任命。西敏寺的正式名稱因此改為「威斯敏斯特聖彼得學院教堂」,其後三個世紀,西敏寺成為牛津與劍橋之後的第三所英國高等學府。詩人亞歷山大·波普(Alexander Pope)為牛頓寫下了以下這段墓誌銘:Nature and Nature' law lay hid in night ; God said,"Let Newton be," and all was light。自然與自然的定律,都隱藏在黑暗之中;上帝說"讓牛頓來吧!"於是,一切變為光明。 九百多年來,西敏寺除了供信徒作禮拜、祈禱、膜拜之外,也是英國慶典的重要場所。英國的社會名流無不以死後能安葬於此為榮耀。而根據統計,佔地面積達二9漆二平方米的西敏寺(威斯敏斯特聖彼得學院教堂)內,安葬了共三千三百多人,包括很多當代的知名人士,如:達爾文、狄更斯、牛頓、丘吉爾……無數位在英國有著深遠影響的歷史人物都安息在西敏寺中,也有許多名人,本身並沒葬在這里,卻有寫上其名字的石板子嵌在地上作為紀念。而里頭最著名的便是牛頓,他是人類歷史上第一個獲得國葬的自然科學家。 他的墓地位於威斯敏斯特教堂正面大廳的中央,也就是中殿 (nave) 那裡,墓地上方聳立著一尊牛頓的雕像,其石像倚坐在一堆書籍上,雙手沒有合十。身邊有兩位天使,還有一個巨大的地球造型以紀念他在科學上的功績。 不管牛頓的生平有過中國謎團和爭議,但這都不足以降低牛頓的影響力。一漆二陸年,伏爾泰曾說過牛頓是最偉大的人,因為「他用真理的力量統治我們的頭腦,而不是用武力奴役我們」。 事實上,如果你查閱一部科學網路全書的索引,你會發現有關牛頓和他的定律及發現的材料要比任何一位科學家都多二到三倍。萊布尼茨並不是牛頓的朋友,他們之間曾有過非常激烈的爭論。但他寫道:「從世界的開始直到牛頓生活的時代為止,對數學發展的貢獻絕大部分是牛頓做出的。」偉大的法國科學家拉普拉斯寫到:「《原理》是人類智慧的產物中最卓越的傑作。」拉格朗日經常說牛頓是有史以來最偉大的天才。 牛頓的浮雕像 在美國學者麥克·哈特所著的《影響人類歷史進程的一00名人排行榜》,牛頓名列第二位,僅次於穆罕默德。書中指出:在牛頓誕生後的數百年裡,人們的生活方式發現了翻天覆地的變化,而這些變化大都是基於牛頓的理論和發現。在過去500年裡,隨著現代科學的興起,大多數人的日常生活發生了革命性的變化。同一500年前的人相比,我們穿著不同,飲食不同,工作不同,更與他們不同的是我們還有大量的閑暇時間。科學發現不僅帶來技術上和經濟上的革命,它還完全改變了政治、宗教思想、藝術和哲學。 二00三年,英國廣播公司在一次全球性的評選最偉大的英國人活動當中,牛頓被評為最偉大的英國人之首。在《偉大的英國人》系列紀錄片中專門編輯了牛頓專集的歷史學家特里斯特拉姆·亨特表示:「全球的公眾意識到牛頓的成就是世界性的,而且對全人類都產生影響。這些投票者顯然都跨越了國界,他對於牛頓的一馬當先感到高興。」 主要成就 力學成就 一陸漆9年,牛頓重新回到力學的研究中:引力及其對行星軌道的作用、開普勒的行星運動定律、與胡克和弗拉姆斯蒂德在力學上的討論。他將自己的成果歸結在《物體在軌道中之運動》(一陸吧四年)一書中,該書中包含有初步的、後來在《原理》中形成的運動定律。[陸]  《自然哲學的數學原理》(現常簡稱作《原理》)在埃德蒙·哈雷的鼓勵和支持下出版於一陸吧漆年漆月5日。該書中牛頓闡述了其後兩百年間都被視作真理的三大運動定律。牛頓使用拉丁單詞「gravitas」(沉重)來為現今的引力(gravity)命名,並定義了萬有引力定律。在這本書中,他還基於波義耳定律提出了首個分析測定空氣中音速的方法。[陸]  由於《原理》的成就,牛頓得到了國際性的認可,並為他贏得了一大群支持者:牛頓與其中的瑞士數學家尼古拉·法蒂奧·丟勒建立了非常親密的關系,直到一陸9三年他們的友誼破裂。這場友誼的結束讓牛頓患上了神經衰弱。[陸]  牛頓在伽利略等人工作的基礎上進行深入研究,總結出了物體運動的三個基本定律(牛頓三定律): 第一定律(即慣性定律) 任何一個物體在不受任何外力或受到的力平衡時(Fnet=0),總保持勻速直線運動或靜止狀態,直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。 第二定律 ①牛頓第二定律是力的瞬時作用規律。力和加速度同時產生、同時變化、同時消逝。②F=ma是一個矢量方程,應用時應規定正方向,凡與正方向相同的力或加速度均取正值,反之取負值,一般常取加速度的方向為正方向。③根據力的獨立作用原理,用牛頓第二定律處理物體在一個平面內運動的問題時,可將物體所受各力正交分解,在兩個互相垂直的方向上分別應用牛頓第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。 牛頓第二定律的六個性質:①因果性:力是產生加速度的原因。②同體性:F合、m、a對應於同一物體。③矢量性:力和加速度都是矢量,物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定律數學表達式∑F = ma中,等號不僅表示左右兩邊數值相等,也表示方向一致,即物體加速度方向與所受合外力方向相同。④瞬時性:當物體(質量一定)所受外力發生突然變化時,作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發生突變;當合外力為零時,加速度同時為零,加速度與合外力保持一一對應關系。牛頓第二定律是一個瞬時對應的規律,表明了力的瞬間效應。⑤相對性:自然界中存在著一種坐標系,在這種坐標系中,當物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止狀態,這樣的坐標系叫慣性參照系。地面和相對於地面靜止或作勻速直線運動的物體可以看作是慣性參照系,牛頓定律只在慣性參照系中才成立。⑥獨立性:作用在物體上的各個力,都能各自獨立產生一個加速度,各個力產生的加速度的失量和等於合外力產生的加速度。 適用范圍:①只適用於低速運動的物體(與光速比速度較低)。②只適用於宏觀物體,牛頓第二定律不適用於微觀原子。③參照系應為慣性系。兩個物體之間的作用力和反作用力,在同一直線上,大小相等,方向相反。(詳見牛頓第三運動定律) 第三定律 表達式F=-F'(F表示作用力,F'表示反作用力,負號表示反作用力F'與作用力F的方向相反) 這三個非常簡單的物體運動定律,為力學奠定了堅實的基礎,並對其他學科的發展產生了巨大影響。第一定律的內容伽利略曾提出過,後來R.笛卡兒作過形式上的改進,伽利略也曾非正式地提到第二定律的內容。第三定律的內容則是牛頓在總結C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的結果之後得出的。 牛頓是萬有引力定律的發現者。他在一陸陸5~一陸陸陸年開始考慮這個問題。萬有引力定律(Law of universal gravitation)是艾薩克·牛頓在一陸吧漆年於《自然哲學的數學原理》上發表的。一陸漆9年,R·胡克在寫給他的信中提出,引力應與距離平方成反比,地球高處拋體的軌道為橢圓,假設地球有縫,拋體將回到原處,而不是像牛頓所設想的軌道是趨向地心的螺旋線。牛頓沒有回信,但採用了胡克的見解。在開普勒行星運動定律以及其他人的研究成果上,他用數學方法導出了萬有引力定律。 牛頓把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系中,創立了經典力學理論體系。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規律,實現了自然科學的第一次大統一。這是人類對自然界認識的一次飛躍。 牛頓指出流體粘性阻力與剪切率成正比。他說:流體部分之間由於缺乏潤滑性而引起的阻力,如果其他都相同,與流體部分之間分離速度成比例。在此把符合這一規律的流體稱為牛頓流體,其中包括最常見的水和空氣,不符合這一規律的稱為非牛頓流體。 在給出平板在氣流中所受阻力時,牛頓對氣體採用粒子模型,得到阻力與攻角正弦平方成正比的結論。這個結論一般地說並不正確,但由於牛頓的權威地位,後人曾長期奉為信條。二0世紀,T·卡門在總結空氣動力學的發展時曾風趣地說,牛頓使飛機晚一個世紀上天。 關於聲的速度,牛頓正確地指出,聲速與大氣壓力平方根成正比,與密度平方根成反比。但由於他把聲傳播當作等溫過程,結果與實際不符,後來P.-S.拉普拉斯從絕熱過程考慮,修正了牛頓的聲速公式。 數學成就 牛頓微積分 大多數現代歷史學家都相信,牛頓與萊布尼茨獨立發展出了微積分學,並為之創造了各自獨特的符號。根據牛頓周圍的人所述,牛頓要比萊布尼茨早幾年得出他的方法,但在一陸9三年以前他幾乎沒有發表任何內容,並直至一漆0四年他才給出了其完整的敘述。其間,萊布尼茨已在一陸吧四年發表了他的方法的完整敘述。此外,萊布尼茨的符號和「微分法」被歐洲大陸全面地採用,在大約一吧二0年以後,英國也採用了該方法。萊布尼茨的筆記本記錄了他的思想從初期到成熟的發展過程,而在牛頓已知的記錄中只發現了他最終的結果。牛頓聲稱他一直不願公布他的微積分學,是因為他怕被人們嘲笑。牛頓與瑞士數學家尼古拉·法蒂奧·丟勒(Nicolas Fatio de Duillier)的聯系十分密切,後者一開始便被牛頓的引力定律所吸引。一陸9一年,丟勒打算編寫一個新版本的牛頓《自然哲學的數學原理》,但從未完成它。一些研究牛頓的傳記作者認為他們之間的關系可能存在愛情的成分。不過,在一陸9四年這兩個人之間的關系冷卻了下來。在那個時候,丟勒還與萊布尼茨交換了幾封信件。 在一陸99年初,皇家學會(牛頓也是其中的一員)的其他成員們指控萊布尼茨剽竊了牛頓的成果,爭論在一漆一一年全面爆發了。牛頓所在的英國皇家學會宣布,一項調查表明了牛頓才是真正的發現者,而萊布尼茨被斥為騙子。但在後來,發現該調查評論萊布尼茨的結語是由牛頓本人書寫,因此該調查遭到了質疑。這導致了激烈的牛頓與萊布尼茨的微積分學論戰,並破壞了牛頓與萊布尼茨的生活,直到後者在一漆一陸年逝世。這場爭論在英國和歐洲大陸的數學家間劃出了一道鴻溝,並可能阻礙了英國數學至少一個世紀的發展。 牛頓的一項被廣泛認可的成就是廣義二項式定理,它適用於任何冪。他發現了牛頓恆等式、牛頓法,分類了立方面曲線(兩變數的三次多項式),為有限差理論作出了重大貢獻,並首次使用了分式指數和坐標幾何學得到丟番圖方程的解。他用對數趨近了調和級數的部分和(這是歐拉求和公式的一個先驅),並首次有把握地使用冪級數和反轉(revert)冪級數。他還發現了π的一個新公式。 他在一陸陸9年被授予盧卡斯數學教授席位。在那一天以前,劍橋或牛津的所有成員都是經過任命的聖公會牧師。不過,盧卡斯教授之職的條件要求其持有者不得活躍於教堂(大概是如此可讓持有者把更多時間用於科學研究上)。牛頓認為應免除他擔任神職工作的條件,這需要查理二世的許可,後者接受了牛頓的意見。這樣避免了牛頓的宗教觀點與聖公會信仰之間的沖突。 一漆世紀以來,原有的幾何和代數已難以解決當時生產和自然科學所提出的許多新問題,例如:如何求出物體的瞬時速度與加速度?如何求曲線的切線及曲線長度(行星路程)、矢徑掃過的面積、極大極小值(如近日點、遠日點、最大射程等)、體積、重心、引力等等;盡管牛頓以前已有對數、解析幾何、無窮級數等成就,但還不能圓滿或普遍地解決這些問題。當時笛卡兒的《幾何學》和沃利斯的《無窮算術》對牛頓的影響最大。牛頓將古希臘以來求解無窮小問題的種種特殊方法統一為兩類演算法:正流數術(微分)和反流數術(積分),反映在一陸陸9年的《運用無限多項方程》、一陸漆一年的《流數術與無窮級數》、一陸漆陸年的《曲線求積術》三篇論文和《原理》一書中,以及被保存下來的一陸陸陸年一0月他寫的在朋友們中間傳閱的一篇手稿《論流數》中。所謂「流量」就是隨時間而變化的自變數如x、y、s、u等,「流數」就是流量的改變速度即變化率,寫作等。他說的「差率」「變率」就是微分。與此同時,他還在一陸漆陸年首次公布了他發明的二項式展開定理。牛頓利用它還發現了其他無窮級數,並用來計算面積、積分、解方程等等。一陸吧四年萊布尼茲從對曲線的切線研究中引入了和拉長的S作為微積分符號,從此牛頓創立的微積分學在大陸各國迅速推廣。 微積分的出現,成了數學發展中除幾何與代數以外的另一重要分支——數學分析(牛頓稱之為「藉助於無限多項方程的分析」),並進一步進進發展為微分幾何、微分方程、變分法等等,這些又反過來促進了理論物理學的發展。例如瑞士J.伯努利曾徵求最速降落曲線的解答,這是變分法的最初始問題,半年內全歐數學家無人能解答。一陸9漆年,一天牛頓偶然聽說此事,當天晚上一舉解出,並匿名刊登在《哲學學報》上。伯努利驚異地說:「從這鋒利的爪中我認出了雄獅」。 微積分的創立是牛頓最卓越的數學成就。牛頓為解決運動問題,才創立這種和物理概念直接聯系的數學理論的,牛頓稱之為"流數術"。它所處理的一些具體問題,如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數的極大和極小值問題等,在牛頓前已經得到人們的研究了。但牛頓超越了前人,他站在了更高的角度,對以往分散的結論加以綜合,將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統一為兩類普通的演算法——微分和積分,並確立了這兩類運算的互逆關系,從而完成了微積分發明中最關鍵的一步,為近代科學發展提供了最有效的工具,開辟了數學上的一個新紀元。 牛頓沒有及時發表微積分的研究成果,他研究微積分可能比萊布尼茨早一些,但是萊布尼茨所採取的表達形式更加合理,而且關於微積分的著作出版時間也比牛頓早。 在牛頓和萊布尼茨之間,為爭論誰是這門學科的創立者的時候,竟然引起了一場悍然大波,這種爭吵在各自的學生、支持者和數學家中持續了相當長的一段時間,造成了歐洲大陸的數學家和英國數學家的長期對立。英國數學在一個時期里閉關鎖國,囿於民族偏見,過於拘泥在牛頓的「流數術」中停步不前,因而數學發展整整落後了一百年。 一漆0漆年,牛頓的代數講義經整理後出版,定名為《普遍算術》。他主要討論了代數基礎及其(通過解方程)在解決各類問題中的應用。書中陳述了代數基本概念與基本運算,用大量實例說明了如何將各類問題化為代數方程,同時對方程的根及其性質進行了深入探討,引出了方程論方面的豐碩成果,如:他得出了方程的根與其判別式之間的關系,指出可以利用方程系數確定方程根之冪的和數,即「牛頓冪和公式」。 牛頓對解析幾何與綜合幾何都有貢獻。他在一漆三陸年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心,給出密切線圓(或稱曲線圓)概念,提出曲率公式及計算曲線的曲率方法。並將自己的許多研究成果總結成專論《三次曲線枚舉》,於一漆0四年發表。此外,他的數學工作還涉及數值分析、概率論和初等數論等眾多領域。 牛頓在前人工作的基礎上,提出「流數(fluxion)法」,建立了二項式定理,並和G.W.萊布尼茨幾乎同時創立了微積分學,得出了導數、積分的概念和運演算法則,闡明了求導數和求積分是互逆的兩種運算,為數學的發展開辟了一個新紀元。 二項式定理 在一六六五年,剛好二十二歲的牛頓發現了二項式定理,這對於微積分的充分發展是必不可少的一步。二項式定理在組合理論、開高次方、高階等差數列求和,以及差分法中有廣泛的應用。 二項式級數展開式是研究級數論、函數論、數學分析、方程理論的有力工具。在今天我們會發覺這個方 推廣形式 法只適用於n是正整數,當n是正整數一,二,三,....... ,級數終止在正好是n+一項。如果n不是正整數,級數就不會終止,這個方法就不適用了。但是我們要知道那時,萊布尼茨在一六九四年才引進函數這個詞,在微積分早期階段,研究超越函數時用它們的級來處理是所用方法中最有成效的。 光學成就 牛頓曾致力於顏色的現象和光的本性的研究。一陸陸陸年,他用三棱鏡研究日光,得出結論:白光是由不同顏色(即不同波長)的光混合而成的,不同波長的光有不同的折射率。在可見光中,紅光波長最長,折射率最小;紫光波長最短,折射率最大。牛頓的這一重要發現成為光譜分析的基礎,揭示了光色的秘密。牛頓還曾把一個磨得很精、曲率半徑較大的凸透鏡的凸面,壓在一個十分光潔的平面玻璃上,在白光照射下可看到,中心的接觸點是一個暗點,周圍則是明暗相間的同心圓圈。後人把這一現象稱為「牛頓環」。他創立了光的「微粒說」,從一個側面反映了光的運動性質,但牛頓對光的「波動說」並不持反對態度。 一漆0四年,牛頓著成《光學》,系統闡述他在光學方面的研究成果,其中他詳述了光的粒子理論。他認為光是由非常微小的微粒組成的,而普通物質是由較粗微粒組成,並推測如果通過某種煉金術的轉化「難道物質和光不能互相轉變嗎?物質不可能由進入其結構中的光粒子得到主要的動力(Activity)嗎?牛頓還使用玻璃球製造了原始形式的摩擦靜電發電機。 提出光的微粒說 從一陸漆0年到一陸漆二年,牛頓負責講授光學。在此期間,他研究了光的折射,表明棱鏡可以將白光發散為彩色光譜,而透鏡和第二個棱鏡可以將彩色光譜重組為白光。 牛頓 他還通過分離出單色的光束,並將其照射到不同的物體上的實驗,發現了色光不會改變自身的性質。牛頓還注意到,無論是反射、散射或發射,色光都會保持同樣的顏色。因此,我們觀察到的顏色是物體與特定有色光相合的結果,而不是物體產生顏色的結果。 從這項工作中,他得出了如下結論:任何折光式望遠鏡都會受到光散射成不同顏色的影響,並因此發明了反射式望遠鏡(現稱作牛頓望遠鏡)來迴避這個問題。他自己打磨鏡片,使用牛頓環來檢驗鏡片的光學品質,製造出了優於折光式望遠鏡的儀器,而這都主要歸功於其大直徑的鏡片。一陸漆一年,他在皇家學會上展示了自己的反射式望遠鏡。皇家學會的興趣鼓勵了牛頓發表他關於色彩的筆記,這在後來擴大為《光學》(Opticks)一書。但當羅伯特·胡克批評了牛頓的某些觀點後,牛頓對其很不滿並退出了辯論會。兩人自此以後成為了敵人,這一直持續到胡克去世。 牛頓認為光是由粒子或微粒組成的,並會因加速通過光密介質而折射,但他也不得不將它們與波聯系起來,以解釋光的衍射現象。而其後世的物理學家們則更加偏愛以純粹的光波來解釋衍射現象。現代的量子力學、光子以及波粒二象性的思想與牛頓對光的理解只有很小的相同點。 牛頓使用過的望遠鏡 在一陸漆5年的著作《解釋光屬性的解說》(Hypothesis Explaining the Properties of Light)中,牛頓假定了以太的存在,認為粒子間力的傳遞是透過以太進行的。不過牛頓在與神智學家亨利·莫爾(Henry More)接觸後重新燃起了對煉金術的興趣,並改用源於漢密斯神智學(Hermeticism)中粒子相吸互斥思想的神秘力量來解釋,替換了先前假設以太存在的看法。擁有許多牛頓煉金術著作的經濟學大師約翰·梅納德·凱恩斯曾說:「牛頓不是理性時代的第一人,他是最後的一位煉金術士。」但牛頓對煉金術的興趣卻與他對科學的貢獻息息相關,而且在那個時代煉金術與科學也還沒有明確的區別。如果他沒有依靠神秘學思想來解釋穿過真空的超距作用,他可能也不會發展出他的引力理論。 人物評價 物理世界的科學觀點,並成為現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律;從而消除了對太陽中心說的最後一絲疑慮,並推動了科學革命。 在力學上,牛頓闡明了角動量守恆的原理。在光學上,他發明了反射式望遠鏡,並基於對三棱鏡將白光發散成可見光譜的觀察,發展出了顏色理論。他還系統地表述了冷卻定律,並研究了音速。在數學上,牛頓與戈特弗里德·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定理,提出了「牛頓法」以趨近函數的零點,並為冪級數的研究作出了貢獻。 一陸吧漆年的巨作《自然哲學的數學原理》,開辟了大科學時代。牛頓是最有影響的科學家,被譽為「物理學之父」,他是經典力學基礎的牛頓運動定律的建立者。他發現的運動三定律和萬有引力定律,為近代物理學和力學奠定了基礎,他的萬有引力定律和哥白尼的日心說奠定了現代天文學的理論基礎。直到今天,人造地球衛星、火箭、宇宙飛船的發射升空和運行軌道的計算,都仍以這作為理論根據。在二005年,英國皇家學會進行了一場名為「誰是科學史上最有影響力的人」的民意調查,牛頓被認為比阿爾伯特·愛因斯坦更具影響力。對牛頓的毛發進行基因分析,認為牛頓是艾斯伯格癥候群攜帶者,有XQ二吧基因的表現,這更增添了牛頓的神秘感,但並未影響到他巨人的形象

❸ 講一個300字左右牛頓的故事

牛頓出生在英國離倫敦不遠的林肯郡沃爾斯索普村的普通農戶家中, 在牛頓出生世前,他的父親就已經離開人間,牛頓3歲時他的母親改嫁,把牛頓交給外祖母和舅舅撫養,牛頓並不聰明,在 學習期間學習成績不好。但是他愛動手製作,做了一些風車模型、時鍾、風箏等等,他還設計了十分精巧的日圭儀,給當時的村裡人指示時間。隨著年齡的增長,牛頓越發願意讀書。1656年他的父親去世,母親帶著三個異父弟弟回到沃爾斯索普村。為了生活,母親決定讓牛頓在庄園里幹活,牛頓雖然沒有拒絕母親的安排,然而他在學習上卻著了迷。有一天,母親叫去放羊,他躲在灌木叢中看書,而他的羊卻早已不知去向。舅舅看到牛頓實在好學,就向姐姐說情,讓牛頓繼續學習。
1661年5月,牛頓以「減費生」的身份考進英國劍橋大學三一學院。窮學生牛頓上大學時的年齡比一般學生大四、五歲,人們把他稱為「晚熟的人」。牛頓自進入大學起到1696年,他一直生活在劍橋大學。在這漫長的三十五年中,他有謻著作名揚世界。牛頓的勤奮和對事業的執著,使他很少在半夜二三點鍾前入睡。

❹ 牛頓小時侯的故事

牛頓小時侯家裡很窮,他父親早就病逝,牛頓和母親相依為命,過著清苦的生活.

十四歲那年,因家裡實在拿不出錢,牛頓中途退學了.退學以後,他的心思仍然停留在

數學書上.一天,母親叫他騎馬到山裡辦事.他扛著馬鞍到馬棚去牽馬,其實這時他正在思考一道數學題.當他把馬牽出來後,突然想起了解題的一種方法,他未牽著馬,卻扛著馬鞍一邊跑一邊思考.到達山頂後,解決問題的另一種方法又想出來了,而馬卻早已跑得無影無蹤,只有馬鞍還在肩上.

牛頓專心致志研究數學,在解析幾何、微積分等方面都有大量傑作,他後來成為著名的數學家.
牛頓小時侯性格內向,心靈手巧,但是在校成績卻很差。他小時侯媽媽就改
嫁了,他跟著外婆生活。外婆發現牛頓很聰明,會發明很多工具,比如:小風車、小
城堡等等……他都放在他的小作坊里。
牛頓雖然會做風車、風箏等東西,但是在學校的每次考試都是劣等,因此
常常挨老師的鞭子。一次,牛頓做了一個風車,一有風,風車就飛快的轉起來,牛頓
想:能不能讓風車沒有風也會轉動呢?他一直在思考。後來,他用小白鼠踩圓籠,使
風車不斷的轉動。
他後來不願被別的同學看不起,於是發奮學習,取得了優等的成績。他考上
了劍橋大學,為力學、數學、光學作出了偉大的貢獻。
牛頓小時侯養貓,家人叫他在門上給貓開個進出的通道。牛頓就在門上開了一大一小並排兩個洞。鄰居們見了好生奇怪,問牛頓為什麼要開兩個洞。牛頓答,大貓走大洞、小貓走小洞。卻似乎不曉得大能兼小的簡單道理,從此傳為笑談。
就此故事的解釋,最大眾的版本大概是「要說牛頓死心眼啊,小貓也可以走大洞啊,沒有必要開兩個洞的。」

❺ 唐初詩壇「四傑」之一,被譽為神童的駱賓王,最後結局如何呢

駱賓王,是唐初詩壇上著名的"四傑"之一。他是今浙江義烏縣人,七歲即能詩,被譽為神童。但成年之後卻命運不佳。公元679年,駱賓王擢升侍御史,這是他一生中擔任的最高官職。此時泊駱賓王還是很想有一番作為的,多次上書武則天提出意見和建議,不料卻遭人誣陷,一度身陷囹圄,出獄後被貶斥到浙江臨海縣為臨海丞,所以他又被稱為駱臨海。

但駱賓王最終結局如何,認為其生和認為其死的兩種說法都有一定道理和依據,目前還難以作出結論。

❻ 全球第二大加密貨幣以太坊一度突破3400美元,以太坊的發明人是誰

全球第二大加密貨幣以太坊一度突破3400美元

全球第二大加密貨幣以太坊周一首次突破3000美元,周二進一步上漲,一度突破3400美元,再創新高。市值一度達到3952億美元,全球資產市值排名第18位,超過萬事達和英偉達,接近沃爾瑪。交易員將比特幣的崛起歸因於2020年底比特幣的崛起,而區塊鏈乙太網的升級讓比特幣變得更加有用。今年到目前為止,以太坊增長了365%左右。

比特幣網路其實是一個分布式資料庫,而乙太網則更進一步。可以看作分布式計算機:區塊鏈是計算機的ROM,合同是程序,乙太網的礦工負責計算,扮演CPU的角色。當然這台電腦不是也不能免費使用,否則任何人都可以儲存各種垃圾信息,進行各種瑣碎的計算。

好了,以上就是本期所要分享的內容了。

❼ 牛頓的生平,主要成就人物評價

  • 人物生平

1648年,牛頓被送去讀書。少年時的牛頓並不是神童,他成績一般,但他喜歡讀書,喜歡看一些介紹各種簡單機械模型製作方法的讀物,並從中受到啟發,自己動手製作些奇奇怪怪的小玩意,如風車、木鍾、折疊式提燈等等。

傳說小牛頓把風車的機械原理摸透後,自己製造了一架磨坊的模型,他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上,然後在輪子的前面放上一粒玉米,剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不斷地跑動,於是輪子不停地轉動;又一次他放風箏時,在繩子上懸掛著小燈,夜間村人看去驚疑是彗星出現;他還製造了一個小水鍾。每天早晨,小水鍾會自動滴水到他的臉上,催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻,尤其喜歡刻日晷,家裡牆角、窗檯上到處安放著他刻畫的日晷,用以驗看日影的移動。

學生時代

1654年,牛頓進了離家有十幾公里九龍的金格斯皇家中學讀書。牛頓的母親原希望他成為一個農民,但牛頓本人卻無意於此,而酷愛讀書。隨著年歲的增大,牛頓越發愛好讀書,喜歡沉思,做科學小實驗。他在金格斯皇家中學讀書時,曾經寄宿在一位葯劑師家裡,使他受到了化學試驗的熏陶。

後來迫於生活困難,母親讓牛頓停學在家務農,贍養家庭。但牛頓一有機會便埋首書卷,以至經常忘了幹活。每次,母親叫他同傭人一道上市場,熟悉做交易的生意經時,他便懇求傭人一個人上街,自己則躲在樹叢後看書。有一次,牛頓的舅父起了疑心,就跟蹤牛頓上市鎮去,發現他的外甥牛頓伸著腿,躺在草地上,正在聚精會神地鑽研一個數學問題。牛頓的好學精神感動了舅父,於是舅父勸服了母親讓牛頓復學,並鼓勵牛頓上大學讀書。牛頓又重新回到了學校,如飢似渴地汲取著書本上的營養。

從12 歲左右到17歲,牛頓都在金格斯皇家中學學習,在該校圖書館的窗檯上還可以看見他當年的簽名。他曾從學校退學,並在1659年10月回到埃爾斯索普村,因為他再度守寡的母親想讓牛頓當一名農夫。牛頓雖然順從了母親的意思,但據牛頓的同儕後來的敘述,耕作工作讓牛頓相當不快樂。所幸金格斯皇家中學的校長亨利·斯托克斯(Henry Stokes)說服了牛頓的母親,牛頓又被送回了學校以完成他的學業。他在18歲時完成了中學的學業,並得到了一份完美的畢業報告。

1661年6月3日,他進入了劍橋大學的三一學院。[5]在那時,該學院的教學基於亞里士多德的學說,但牛頓更喜歡閱讀一些笛卡爾等現代哲學家以及伽利略、哥白尼和開普勒等天文學家更先進的思想。1665年,他發現了廣義二項式定理,並開始發展一套新的數學理論,也就是後來為世人所熟知的微積分學。在1665年,牛頓獲得了學位,而大學為了預防倫敦大瘟疫而關閉了。在此後兩年裡,牛頓在家中繼續研究微積分學、光學和萬有引力定律。

政治生涯

1669年,被授予盧卡斯數學教授席位。

1689年,他當選為國會議員。牛頓在1689年到1690年和1701年是皇家科學院的成員,在1703年成為皇家學會會長,並任職24年之久,在歷任會長中僅次於約瑟夫·班克斯,同時也是法國科學院的會員。

1696年,牛頓通過了當時的財政大臣查爾斯·孟塔古的提攜遷到了倫敦作皇家鑄幣廠的監管,一直到去世。他主持了英國最大的貨幣重鑄工作,此職位一般都是閑職,但牛頓卻非常認真的對待。身為皇家鑄幣廠的主管官員,牛頓估計大約有20%的硬幣是偽造的。為那些惡名昭著的罪犯定罪是非常困難的;不過事實證明牛頓做得很好。牛頓為此當上了太平紳士。

1705年,牛頓被安妮女王封為爵士。

牛頓在1670年代寫了很多處理聖經的文字解釋的宗教小冊子。亨利·摩爾的宇宙信仰和拒絕笛卡兒二元論影響了牛頓的宗教觀念。在他發給約翰·洛克的一個從未發表的手稿中,他爭議了三位一體的存在性。

與世長辭

1727年3月31日(格蘭歷),偉大的艾薩克·牛頓逝世,與很多傑出的英國人一樣被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著:讓人們歡呼這樣一位多麼偉大的人類榮耀曾經在世界上存在

當西元1727年牛頓以85歲的高齡過世時,英國人將他葬於西敏寺。西敏寺的前身是一個修道院,1579年,英國女王伊麗莎白一世將西敏寺改為學院,校長由

牛頓之墓

英國君主任命。西敏寺的正式名稱因此改為「威斯敏斯特聖彼得學院教堂」,其後三個世紀,西敏寺成為牛津與劍橋之後的第三所英國高等學府。詩人亞歷山大·波普(Alexander Pope)為牛頓寫下了以下這段墓誌銘:Nature and Nature' law lay hid in night ; God said,"Let Newton be," and all was light。自然與自然的定律,都隱藏在黑暗之中;上帝說"讓牛頓來吧!"於是,一切變為光明。

九百多年來,西敏寺除了供信徒作禮拜、祈禱、膜拜之外,也是英國慶典的重要場所。英國的社會名流無不以死後能安葬於此為榮耀。而根據統計,佔地面積達2972平方米的西敏寺(威斯敏斯特聖彼得學院教堂)內,安葬了共三千三百多人,包括很多當代的知名人士,如:達爾文、狄更斯、牛頓、丘吉爾……無數位在英國有著深遠影響的歷史人物都安息在西敏寺中,也有許多名人,本身並沒葬在這里,卻有寫上其名字的石板子嵌在地上作為紀念。而里頭最著名的便是牛頓,他是人類歷史上第一個獲得國葬的自然科學家。

他的墓地位於威斯敏斯特教堂正面大廳的中央,也就是中殿 (nave) 那裡,墓地上方聳立著一尊牛頓的雕像,其石像倚坐在一堆書籍上,雙手沒有合十。身邊有兩位天使,還有一個巨大的地球造型以紀念他在科學上的功績。

不管牛頓的生平有過多少謎團和爭議,但這都不足以降低牛頓的影響力。1726年,伏爾泰曾說過牛頓是最偉大的人,因為「他用真理的力量統治我們的頭腦,而不是用武力奴役我們」。

事實上,如果你查閱一部科學網路全書的索引,你會發現有關牛頓和他的定律及發現的材料要比任何一位科學家都多二到三倍。萊布尼茨並不是牛頓的朋友,他們之間曾有過非常激烈的爭論。但他寫道:「從世界的開始直到牛頓生活的時代為止,對數學發展的貢獻絕大部分是牛頓做出的。」偉大的法國科學家拉普拉斯寫到:「《原理》是人類智慧的產物中最卓越的傑作。」拉格朗日經常說牛頓是有史以來最偉大的天才。

牛頓的浮雕像

在美國學者麥克·哈特所著的《影響人類歷史進程的100名人排行榜》,牛頓名列第2位,僅次於穆罕默德。書中指出:在牛頓誕生後的數百年裡,人們的生活方式發現了翻天覆地的變化,而這些變化大都是基於牛頓的理論和發現。在過去500年裡,隨著現代科學的興起,大多數人的日常生活發生了革命性的變化。同1500年前的人相比,我們穿著不同,飲食不同,工作不同,更與他們不同的是我們還有大量的閑暇時間。科學發現不僅帶來技術上和經濟上的革命,它還完全改變了政治、宗教思想、藝術和哲學。

2003年,英國廣播公司在一次全球性的評選最偉大的英國人活動當中,牛頓被評為最偉大的英國人之首。在《偉大的英國人》系列紀錄片中專門編輯了牛頓專集的歷史學家特里斯特拉姆·亨特表示:「全球的公眾意識到牛頓的成就是世界性的,而且對全人類都產生影響。這些投票者顯然都跨越了國界,他對於牛頓的一馬當先感到高興。」

  • 主要成就

力學成就

1679年,牛頓重新回到力學的研究中:引力及其對行星軌道的作用、開普勒的行星運動定律、與胡克和弗拉姆斯蒂德在力學上的討論。他將自己的成果歸結在《物體在軌道中之運動》(1684年)一書中,該書中包含有初步的、後來在《原理》中形成的運動定律。[6]

《自然哲學的數學原理》(現常簡稱作《原理》)在埃德蒙·哈雷的鼓勵和支持下出版於1687年7月5日。該書中牛頓闡述了其後兩百年間都被視作真理的三大運動定律。牛頓使用拉丁單詞「gravitas」(沉重)來為現今的引力(gravity)命名,並定義了萬有引力定律。在這本書中,他還基於波義耳定律提出了首個分析測定空氣中音速的方法。[6]

由於《原理》的成就,牛頓得到了國際性的認可,並為他贏得了一大群支持者:牛頓與其中的瑞士數學家尼古拉·法蒂奧·丟勒建立了非常親密的關系,直到1693年他們的友誼破裂。這場友誼的結束讓牛頓患上了神經衰弱。[6]

牛頓在伽利略等人工作的基礎上進行深入研究,總結出了物體運動的三個基本定律(牛頓三定律):

第一定律(即慣性定律)

任何一個物體在不受任何外力或受到的力平衡時(Fnet=0),總保持勻速直線運動或靜止狀態,直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態為止。

第二定律

①牛頓第二定律是力的瞬時作用規律。力和加速度同時產生、同時變化、同時消逝。②F=ma是一個矢量方程,應用時應規定正方向,凡與正方向相同的力或加速度均取正值,反之取負值,一般常取加速度的方向為正方向。③根據力的獨立作用原理,用牛頓第二定律處理物體在一個平面內運動的問題時,可將物體所受各力正交分解,在兩個互相垂直的方向上分別應用牛頓第二定律的分量形式:Fx=max,Fy=may列方程。

牛頓第二定律的六個性質:①因果性:力是產生加速度的原因。②同體性:F合、m、a對應於同一物體。③矢量性:力和加速度都是矢量,物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。牛頓第二定律數學表達式∑F = ma中,等號不僅表示左右兩邊數值相等,也表示方向一致,即物體加速度方向與所受合外力方向相同。④瞬時性:當物體(質量一定)所受外力發生突然變化時,作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發生突變;當合外力為零時,加速度同時為零,加速度與合外力保持一一對應關系。牛頓第二定律是一個瞬時對應的規律,表明了力的瞬間效應。⑤相對性:自然界中存在著一種坐標系,在這種坐標系中,當物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止狀態,這樣的坐標系叫慣性參照系。地面和相對於地面靜止或作勻速直線運動的物體可以看作是慣性參照系,牛頓定律只在慣性參照系中才成立。⑥獨立性:作用在物體上的各個力,都能各自獨立產生一個加速度,各個力產生的加速度的失量和等於合外力產生的加速度。

適用范圍:①只適用於低速運動的物體(與光速比速度較低)。②只適用於宏觀物體,牛頓第二定律不適用於微觀原子。③參照系應為慣性系。兩個物體之間的作用力和反作用力,在同一直線上,大小相等,方向相反。(詳見牛頓第三運動定律)

第三定律

表達式F=-F'(F表示作用力,F'表示反作用力,負號表示反作用力F'與作用力F的方向相反)

這三個非常簡單的物體運動定律,為力學奠定了堅實的基礎,並對其他學科的發展產生了巨大影響。第一定律的內容伽利略曾提出過,後來R.笛卡兒作過形式上的改進,伽利略也曾非正式地提到第二定律的內容。第三定律的內容則是牛頓在總結C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的結果之後得出的。

牛頓是萬有引力定律的發現者。他在1665~1666年開始考慮這個問題。萬有引力定律(Law of universal gravitation)是艾薩克·牛頓在1687年於《自然哲學的數學原理》上發表的。1679年,R·胡克在寫給他的信中提出,引力應與距離平方成反比,地球高處拋體的軌道為橢圓,假設地球有縫,拋體將回到原處,而不是像牛頓所設想的軌道是趨向地心的螺旋線。牛頓沒有回信,但採用了胡克的見解。在開普勒行星運動定律以及其他人的研究成果上,他用數學方法導出了萬有引力定律。

牛頓把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系中,創立了經典力學理論體系。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規律,實現了自然科學的第一次大統一。這是人類對自然界認識的一次飛躍。

牛頓指出流體粘性阻力與剪切率成正比。他說:流體部分之間由於缺乏潤滑性而引起的阻力,如果其他都相同,與流體部分之間分離速度成比例。在此把符合這一規律的流體稱為牛頓流體,其中包括最常見的水和空氣,不符合這一規律的稱為非牛頓流體。

在給出平板在氣流中所受阻力時,牛頓對氣體採用粒子模型,得到阻力與攻角正弦平方成正比的結論。這個結論一般地說並不正確,但由於牛頓的權威地位,後人曾長期奉為信條。20世紀,T·卡門在總結空氣動力學的發展時曾風趣地說,牛頓使飛機晚一個世紀上天。

關於聲的速度,牛頓正確地指出,聲速與大氣壓力平方根成正比,與密度平方根成反比。但由於他把聲傳播當作等溫過程,結果與實際不符,後來P.-S.拉普拉斯從絕熱過程考慮,修正了牛頓的聲速公式。

數學成就

牛頓微積分

大多數現代歷史學家都相信,牛頓與萊布尼茨獨立發展出了微積分學,並為之創造了各自獨特的符號。根據牛頓周圍的人所述,牛頓要比萊布尼茨早幾年得出他的方法,但在1693年以前他幾乎沒有發表任何內容,並直至1704年他才給出了其完整的敘述。其間,萊布尼茨已在1684年發表了他的方法的完整敘述。此外,萊布尼茨的符號和「微分法」被歐洲大陸全面地採用,在大約1820年以後,英國也採用了該方法。萊布尼茨的筆記本記錄了他的思想從初期到成熟的發展過程,而在牛頓已知的記錄中只發現了他最終的結果。牛頓聲稱他一直不願公布他的微積分學,是因為他怕被人們嘲笑。牛頓與瑞士數學家尼古拉·法蒂奧·丟勒(Nicolas Fatio de Duillier)的聯系十分密切,後者一開始便被牛頓的引力定律所吸引。1691年,丟勒打算編寫一個新版本的牛頓《自然哲學的數學原理》,但從未完成它。一些研究牛頓的傳記作者認為他們之間的關系可能存在愛情的成分。不過,在1694年這兩個人之間的關系冷卻了下來。在那個時候,丟勒還與萊布尼茨交換了幾封信件。

在1699年初,皇家學會(牛頓也是其中的一員)的其他成員們指控萊布尼茨剽竊了牛頓的成果,爭論在1711年全面爆發了。牛頓所在的英國皇家學會宣布,一項調查表明了牛頓才是真正的發現者,而萊布尼茨被斥為騙子。但在後來,發現該調查評論萊布尼茨的結語是由牛頓本人書寫,因此該調查遭到了質疑。這導致了激烈的牛頓與萊布尼茨的微積分學論戰,並破壞了牛頓與萊布尼茨的生活,直到後者在1716年逝世。這場爭論在英國和歐洲大陸的數學家間劃出了一道鴻溝,並可能阻礙了英國數學至少一個世紀的發展。

牛頓的一項被廣泛認可的成就是廣義二項式定理,它適用於任何冪。他發現了牛頓恆等式、牛頓法,分類了立方面曲線(兩變數的三次多項式),為有限差理論作出了重大貢獻,並首次使用了分式指數和坐標幾何學得到丟番圖方程的解。他用對數趨近了調和級數的部分和(這是歐拉求和公式的一個先驅),並首次有把握地使用冪級數和反轉(revert)冪級數。他還發現了π的一個新公式。

他在1669年被授予盧卡斯數學教授席位。在那一天以前,劍橋或牛津的所有成員都是經過任命的聖公會牧師。不過,盧卡斯教授之職的條件要求其持有者不得活躍於教堂(大概是如此可讓持有者把更多時間用於科學研究上)。牛頓認為應免除他擔任神職工作的條件,這需要查理二世的許可,後者接受了牛頓的意見。這樣避免了牛頓的宗教觀點與聖公會信仰之間的沖突。

17世紀以來,原有的幾何和代數已難以解決當時生產和自然科學所提出的許多新問題,例如:如何求出物體的瞬時速度與加速度?如何求曲線的切線及曲線長度(行星路程)、矢徑掃過的面積、極大極小值(如近日點、遠日點、最大射程等)、體積、重心、引力等等;盡管牛頓以前已有對數、解析幾何、無窮級數等成就,但還不能圓滿或普遍地解決這些問題。當時笛卡兒的《幾何學》和沃利斯的《無窮算術》對牛頓的影響最大。牛頓將古希臘以來求解無窮小問題的種種特殊方法統一為兩類演算法:正流數術(微分)和反流數術(積分),反映在1669年的《運用無限多項方程》、1671年的《流數術與無窮級數》、1676年的《曲線求積術》三篇論文和《原理》一書中,以及被保存下來的1666年10月他寫的在朋友們中間傳閱的一篇手稿《論流數》中。所謂「流量」就是隨時間而變化的自變數如x、y、s、u等,「流數」就是流量的改變速度即變化率,寫作等。他說的「差率」「變率」就是微分。與此同時,他還在1676年首次公布了他發明的二項式展開定理。牛頓利用它還發現了其他無窮級數,並用來計算面積、積分、解方程等等。1684年萊布尼茲從對曲線的切線研究中引入了和拉長的S作為微積分符號,從此牛頓創立的微積分學在大陸各國迅速推廣。

微積分的出現,成了數學發展中除幾何與代數以外的另一重要分支——數學分析(牛頓稱之為「藉助於無限多項方程的分析」),並進一步進進發展為微分幾何、微分方程、變分法等等,這些又反過來促進了理論物理學的發展。例如瑞士J.伯努利曾徵求最速降落曲線的解答,這是變分法的最初始問題,半年內全歐數學家無人能解答。1697年,一天牛頓偶然聽說此事,當天晚上一舉解出,並匿名刊登在《哲學學報》上。伯努利驚異地說:「從這鋒利的爪中我認出了雄獅」。

微積分的創立是牛頓最卓越的數學成就。牛頓為解決運動問題,才創立這種和物理概念直接聯系的數學理論的,牛頓稱之為"流數術"。它所處理的一些具體問題,如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數的極大和極小值問題等,在牛頓前已經得到人們的研究了。但牛頓超越了前人,他站在了更高的角度,對以往分散的結論加以綜合,將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統一為兩類普通的演算法——微分和積分,並確立了這兩類運算的互逆關系,從而完成了微積分發明中最關鍵的一步,為近代科學發展提供了最有效的工具,開辟了數學上的一個新紀元。

牛頓沒有及時發表微積分的研究成果,他研究微積分可能比萊布尼茨早一些,但是萊布尼茨所採取的表達形式更加合理,而且關於微積分的著作出版時間也比牛頓早。

在牛頓和萊布尼茨之間,為爭論誰是這門學科的創立者的時候,竟然引起了一場悍然大波,這種爭吵在各自的學生、支持者和數學家中持續了相當長的一段時間,造成了歐洲大陸的數學家和英國數學家的長期對立。英國數學在一個時期里閉關鎖國,囿於民族偏見,過於拘泥在牛頓的「流數術」中停步不前,因而數學發展整整落後了一百年。

1707年,牛頓的代數講義經整理後出版,定名為《普遍算術》。他主要討論了代數基礎及其(通過解方程)在解決各類問題中的應用。書中陳述了代數基本概念與基本運算,用大量實例說明了如何將各類問題化為代數方程,同時對方程的根及其性質進行了深入探討,引出了方程論方面的豐碩成果,如:他得出了方程的根與其判別式之間的關系,指出可以利用方程系數確定方程根之冪的和數,即「牛頓冪和公式」。

牛頓對解析幾何與綜合幾何都有貢獻。他在1736年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心,給出密切線圓(或稱曲線圓)概念,提出曲率公式及計算曲線的曲率方法。並將自己的許多研究成果總結成專論《三次曲線枚舉》,於1704年發表。此外,他的數學工作還涉及數值分析、概率論和初等數論等眾多領域。

牛頓在前人工作的基礎上,提出「流數(fluxion)法」,建立了二項式定理,並和G.W.萊布尼茨幾乎同時創立了微積分學,得出了導數、積分的概念和運演算法則,闡明了求導數和求積分是互逆的兩種運算,為數學的發展開辟了一個新紀元。

二項式定理

在一六六五年,剛好二十二歲的牛頓發現了二項式定理,這對於微積分的充分發展是必不可少的一步。二項式定理在組合理論、開高次方、高階等差數列求和,以及差分法中有廣泛的應用。

二項式級數展開式是研究級數論、函數論、數學分析、方程理論的有力工具。在今天我們會發覺這個方

推廣形式

法只適用於n是正整數,當n是正整數1,2,3,....... ,級數終止在正好是n+1項。如果n不是正整數,級數就不會終止,這個方法就不適用了。但是我們要知道那時,萊布尼茨在一六九四年才引進函數這個詞,在微積分早期階段,研究超越函數時用它們的級來處理是所用方法中最有成效的。

光學成就

牛頓曾致力於顏色的現象和光的本性的研究。1666年,他用三棱鏡研究日光,得出結論:白光是由不同顏色(即不同波長)的光混合而成的,不同波長的光有不同的折射率。在可見光中,紅光波長最長,折射率最小;紫光波長最短,折射率最大。牛頓的這一重要發現成為光譜分析的基礎,揭示了光色的秘密。牛頓還曾把一個磨得很精、曲率半徑較大的凸透鏡的凸面,壓在一個十分光潔的平面玻璃上,在白光照射下可看到,中心的接觸點是一個暗點,周圍則是明暗相間的同心圓圈。後人把這一現象稱為「牛頓環」。他創立了光的「微粒說」,從一個側面反映了光的運動性質,但牛頓對光的「波動說」並不持反對態度。

1704年,牛頓著成《光學》,系統闡述他在光學方面的研究成果,其中他詳述了光的粒子理論。他認為光是由非常微小的微粒組成的,而普通物質是由較粗微粒組成,並推測如果通過某種煉金術的轉化「難道物質和光不能互相轉變嗎?物質不可能由進入其結構中的光粒子得到主要的動力(Activity)嗎?牛頓還使用玻璃球製造了原始形式的摩擦靜電發電機。

提出光的微粒說

從1670年到1672年,牛頓負責講授光學。在此期間,他研究了光的折射,表明棱鏡可以將白光發散為彩色光譜,而透鏡和第二個棱鏡可以將彩色光譜重組為白光。

牛頓

他還通過分離出單色的光束,並將其照射到不同的物體上的實驗,發現了色光不會改變自身的性質。牛頓還注意到,無論是反射、散射或發射,色光都會保持同樣的顏色。因此,我們觀察到的顏色是物體與特定有色光相合的結果,而不是物體產生顏色的結果。

從這項工作中,他得出了如下結論:任何折光式望遠鏡都會受到光散射成不同顏色的影響,並因此發明了反射式望遠鏡(現稱作牛頓望遠鏡)來迴避這個問題。他自己打磨鏡片,使用牛頓環來檢驗鏡片的光學品質,製造出了優於折光式望遠鏡的儀器,而這都主要歸功於其大直徑的鏡片。1671年,他在皇家學會上展示了自己的反射式望遠鏡。皇家學會的興趣鼓勵了牛頓發表他關於色彩的筆記,這在後來擴大為《光學》(Opticks)一書。但當羅伯特·胡克批評了牛頓的某些觀點後,牛頓對其很不滿並退出了辯論會。兩人自此以後成為了敵人,這一直持續到胡克去世。

牛頓認為光是由粒子或微粒組成的,並會因加速通過光密介質而折射,但他也不得不將它們與波聯系起來,以解釋光的衍射現象。而其後世的物理學家們則更加偏愛以純粹的光波來解釋衍射現象。現代的量子力學、光子以及波粒二象性的思想與牛頓對光的理解只有很小的相同點。

牛頓使用過的望遠鏡

在1675年的著作《解釋光屬性的解說》(Hypothesis Explaining the Properties of Light)中,牛頓假定了以太的存在,認為粒子間力的傳遞是透過以太進行的。不過牛頓在與神智學家亨利·莫爾(Henry More)接觸後重新燃起了對煉金術的興趣,並改用源於漢密斯神智學(Hermeticism)中粒子相吸互斥思想的神秘力量來解釋,替換了先前假設以太存在的看法。擁有許多牛頓煉金術著作的經濟學大師約翰·梅納德·凱恩斯曾說:「牛頓不是理性時代的第一人,他是最後的一位煉金術士。」但牛頓對煉金術的興趣卻與他對科學的貢獻息息相關,而且在那個時代煉金術與科學也還沒有明確的區別。如果他沒有依靠神秘學思想來解釋穿過真空的超距作用,他可能也不會發展出他的引力理論。

  • 人物評價

物理世界的科學觀點,並成為現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律;從而消除了對太陽中心說的最後一絲疑慮,並推動了科學革命。

在力學上,牛頓闡明了角動量守恆的原理。在光學上,他發明了反射式望遠鏡,並基於對三棱鏡將白光發散成可見光譜的觀察,發展出了顏色理論。他還系統地表述了冷卻定律,並研究了音速。在數學上,牛頓與戈特弗里德·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定理,提出了「牛頓法」以趨近函數的零點,並為冪級數的研究作出了貢獻。

1687年的巨作《自然哲學的數學原理》,開辟了大科學時代。牛頓是最有影響的科學家,被譽為「物理學之父」,他是經典力學基礎的牛頓運動定律的建立者。他發現的運動三定律和萬有引力定律,為近代物理學和力學奠定了基礎,他的萬有引力定律和哥白尼的日心說奠定了現代天文學的理論基礎。直到今天,人造地球衛星、火箭、宇宙飛船的發射升空和運行軌道的計算,都仍以這作為理論根據。在2005年,英國皇家學會進行了一場名為「誰是科學史上最有影響力的人」的民意調查,牛頓被認為比阿爾伯特·愛因斯坦更具影響力。對牛頓的毛發進行基因分析,認為牛頓是艾斯伯格癥候群攜帶者,有XQ28基因的表現,這更增添了牛頓的神秘感,但並未影響到他巨人的形象。

❽ 有關牛頓的一生

□牛頓的一生
牛頓於1642年的聖誕節十二月廿五日生於英國倫敦北方兩百公里林肯郡的農村烏爾索普(Woolsthorpe)。牛頓性格十分內向,勤奮好學。父親經營農場,但在牛頓出生前三個月就去世了,母親改嫁,與牧師再婚,幼小的牛頓與祖母相依為命。1661年牛頓就讀劍橋大學的三一學院(Trinity College),由叔父提供學費,修習數學和物理。大學時代初期沒有特殊表現,後來在巴羅教授(Isaac Barrow,1630-1677)的指導下才迅速展露非凡的天份。1665年獲得學士學位,但幾個月後,因為淋巴腺鼠疫流行,大學關閉停課。牛頓便回到烏爾索普,在此後兩年間,牛頓利用這段被強迫『放假』的時間,認真思考自然界的規律問題,這兩年也是牛頓自認為一生當中獨創力的顛峰時期,最重要的發現都是在這一時期完成的;萬有引力就在此時發現,因而有『烏爾索普的蘋果樹』的傳說。力學與微積分也都是此段時間發明的;圓與橢圓部份面積的計算是當時數學家挑戰的難題,居然被25歲的牛頓解決了。直到1667年初,牛頓帶著一流的研究成果回到劍橋,
當年即被指定為三一學院的研究員,有了薪水,悉數購買實驗器材,開始製作反射望遠
鏡,並且定居下來。1666年他發現光的散射現象,波長短的藍光或紫光,通過稜鏡時偏折較多,波長長的紅光,偏折較少。1668年,他獲得碩士學位。
素描牛頓的老師巴羅教授是當時頂尖的科學家和數學家,影響牛頓的光學成就極深。他對於牛頓的研究成果非常驚訝,兩年後,他辭去教授的職位,讓給牛頓,1669年,年僅27歲的牛頓就當了劍橋大學的教授。
此後,他醉心於化學實驗,包括煉金術在內;直到1684年哈雷(Edmund Halley, 1656-1742)勸他從事理論力學才罷休。1672年牛頓發表第一篇學術論文,主題是關於光的實驗,登在«哲學學報»上,盡全力於理論力學的工作,1687年發表了曠世鉅作«原理(Principia)»一書,1689年牛頓作為大學的代表,當選為下議院的議員,當時議會通過保護人權的強大法律,確立議會具有高於君主的地位,牛頓開始參與政治。1695年,牛頓擔任造幣廠的督察,負責重鑄因內戰而貶值的銀幣,任務完成後,於1699年擔任總監,一直到1727年逝世為止。1703年,胡克去世後,他便成為英國皇家學會的會長,也是擔任到死為止,當年,他又發表了«光學»一書。1705年受到安妮女王的封爵,是第一位獲得如此殊榮的科學家。此後,他熱衷於研究煉金術;宗教的神秘主義;詮釋聖經;尋找長生不老葯。
牛頓的蘋果
年輕的牛頓一直在想:蘋果會掉下來,但月球為什麼不會掉下來?
伽利略的慣性定律:『不受外力作用的物體,沿一直線作等速度運動』。牛頓把它運用在地球與月球的系統上;如果地球對月球沒有任何作用力的話,月球將沿著圓形軌道的切線方向飛出去,然而月球並沒有飛出去,依然在圓周上繞著地球運轉,表示月球一定受到地球的引力而被拉住。換句話說:月球一直沿著圓形軌道的切線方向飛出,但地球的引力一直把月球拉著掉下來,結果,月球永遠在圓形軌道上運動。
地球會吸引月球,當然也會吸引烏爾索普的蘋果往地上掉了,這是兩個同性質的力的作用,牛頓的靈感太偉大了!
«原理»一書是所有的科學著作中最偉大的一本,用拉丁文撰寫的。全書論述周密,文風雅正,表現超脫,接近於現代真理的科學文體,是為其他的物理學家而寫。全書分前言及三卷:前言和第一卷是他著名的運動定律,討論在無阻力的狀態下,物體運動所遵循的定律。第二卷研究物體在阻力下的運動情形。第三卷論述萬有引力,並以天文學的應用為實例說明。
萬有引力定律
地球對於蘋果和月球都有相同性質的吸引力,那麼這個引力有多大呢?在定性的問題解決之後,牛頓接著想到的當然是定量的問題。
根據月球的圓形軌道半徑與其公轉周期,可以得知月球受到地球的引力,是月球在地球旁邊時所受引力的1/3600倍,月球的軌道半徑大約等於地球半徑的60倍,牛頓想:這是否代表引力的大小與離開地球距離的平方成反比?於是,萬有引力定律產生了:『宇宙間的一切物體,彼此有一個吸引力的作用,其大小與質量的乘積成正比,與兩物體間的距離平方成反比。』。
那麼,行星與太陽之間有沒有這一種力呢?根據刻卜勒的行星運動第一定律:行星的軌道是一個橢圓,太陽在兩個焦點之一。牛頓把行星的軌道假設為圓形,予以簡化;行星繞著太陽的運動,就像月球繞著地球運動一樣的情形了。
再與刻卜勒第三定律驗證一下?該定律說:行星軌道距離的三次方與行星周期的平方的比值是固定的。牛頓利用行星的軌道距離與周期的關系,來計算太陽與行星之間的作用力,居然與他的萬有引力定律相吻合。這樣,牛頓確信這個定律能夠適用於宇宙間的一切物體。
光學成就
在牛頓離開劍橋之前,由於製作望遠鏡而開始對白光的本質感到興趣並且進行實驗;他用一塊玻璃三角稜鏡把日光分成彩虹的七色光,再用另一個稜鏡恢復為白光;光是由許多色光混合而成的,且有色散現象。望遠鏡的透鏡沒有經過色差的校正,使成像的邊緣帶有彩色;為此,牛頓認為折射望遠鏡無法做到無色差的程度,於是,他在1671年製造了第一台反射式望遠鏡,口徑只有2.5公分,在倫敦的皇家學會展示,因為此項重大發現,在1672年當選為英國皇家學會會員。
牛頓可以明確地描述運動定律,更能准確地預測物體的運動狀況,在古典物理學上有卓越的貢獻。當英國的天文學家哈雷稱贊牛頓在天體物理學上的成就時,牛頓謙虛地回答:如果說我看得比別人遠些,那是因為我站在巨人的肩膀上。今天我們研究物理學或天體物理學,都把理論建立在牛頓力學的基礎上,就像當年牛頓的研究,都建立在四大天文學家的研究結果上一樣,意含著科學研究在承先啟後上的意義。四大天文學家分別是:哥白尼、第谷、刻卜勒、和伽利略。

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