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西方科技史之牛顿与运动定律
时间:2014-01-20 09:19:26 来源: 浏览:1927次

艾萨克·牛顿(Isaac Newton)是西方科学历史中最有影响力的人物。在其一生中一直被认为是位具有高智慧的英雄,300多年来在科学界一直是美誉永垂,未曾逊色。牛顿并不是科学革命的开创者,然而他的贡献是提供具体可行的模式,并注入基本的知识给现代人了解物理科学。凭牛顿所发现的三个运动定律和地心引力定律,对地球上以及宇宙的天体所发生的所有物理现象,都可以得到有规则的预测,并通过科技的运用,得以合理的修改与延伸。直到20世纪科学家开始研究最小单位的原子性能,而提出量子力学时,牛顿定律的广泛性才受质疑。

孩提时的牛顿充满好奇心,并展现数学与机械能力。有一次在他的笔记簿上记着:“Amicus plato amicus aristoteles magis amicu veritus”,意思是他虽然喜欢柏拉图和亚里士多德这些人,但是他最好的朋友却是真理。

1664年他被选为三一学院的学者,使他在获得学士学位后一年就可以自由从事自己喜欢的研究工作。但是当年的大瘟疫阻止了他的机会,该大学于1665年关闭,他不得不回家和他再度成为寡妇的母亲同住了两年。后来他回忆说:“那是我发挥我的发明潜力,启蒙我的数学与哲学造诣最重要的时期。”他就在当年根据笛卡特的几何学发明一套基础微积分,是数学中用以计算运动变化率的工具。在亚里士多德派物理衰退以来100多年中,牛顿的流量理论是第一次成为解决流量问题不可或缺的方法。也在那一段时间中,牛顿孕育了万有地心引力的构想的一部分重要架构。他虽然小心翼翼地整理他的写作,但也不停地修改他的资料,因此多年来都未发表其发现。

1667年牛顿回到三一学院被选为剑桥大学的院士。1669年,他的天才被肯定,而任职数学教授。他制造首座反射望远镜,轰动当时社会,并于1672年被推选入皇家社团。但是当他向皇家社团提出“光线与颜色的新理论”时,却被闻名的虎克攻击,牛顿受此伤害后独自隐居继续他的研究工作。牛顿依据更多的观察建立了三个运动定律及宇宙引力定律,分别是惯性定律,运动体除非受外力影响,保持其等速;静止体也保持静止,除非受到外力。加速定律,力量等于质量乘以加速度。反作用力定律,作用力等于反作用力,或每一个力都会引发其反作用力。牛顿最得意的著作《原理》(Principia)于1687年由哈雷出版,代表牛顿科学成就的最高峰,也是他科学改革的最终点。

如达尔文所述:“牛顿揭发了自然现象的发生与结果,而且完全解开了自然界的潜在的定律。”最值得可贵的是牛顿死后由亚历山大铭刻在教宗曼诺(Woolsthorpe Manor)房间上的题字:“自然与自然法规全归于他的光,上帝说,让牛顿一身是光。”