只要你是學(xué)工科的或理科的 ,牛頓會(huì)在教材里從初中伴隨著你到博士畢業(yè), 簡(jiǎn)直是考試的噩夢(mèng)好不好。 說正經(jīng)的 1 數(shù)學(xué)上,獨(dú)自發(fā)明了“流數(shù)法”(即微積分),二項(xiàng)式展開定理,發(fā)現(xiàn)了無窮級(jí)數(shù)等。微積分的出現(xiàn),成了數(shù)學(xué)發(fā)展中除了幾何和代數(shù)意外另一個(gè)重要的分支——數(shù)學(xué)分析,并進(jìn)一步發(fā)展為微分幾何、微分方程、變分法等等,這些又反過來促進(jìn)了理論物理學(xué)的發(fā)展; 2 光學(xué)上,第一個(gè)用三棱鏡的分光原理看清白光的本質(zhì),發(fā)表《光學(xué)》經(jīng)典著作。他甚至自己制作了第一臺(tái)反射式望遠(yuǎn)鏡; 3 力學(xué)上,提出著名的“牛頓三定律”,憑一己之力構(gòu)建了經(jīng)典力學(xué)的大部分框架; 4 天文學(xué)上,先是闡釋了重力,然后提出萬有引律定律; 5 此外,在熱力學(xué),流體力學(xué),化學(xué),聲學(xué)上都有出色的成就; 6 發(fā)表《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、《光學(xué)》和《實(shí)驗(yàn)之論》等著作,以及《曲線求積分》、《繞轉(zhuǎn)物體的研究》等諸多論文; 7 作為一位虔誠(chéng)的基督徒,癡迷對(duì)《圣經(jīng)》的研究,所研究的深度和廣度超過當(dāng)時(shí)英國(guó)專職神學(xué)研究人員。他癡迷煉金術(shù),把自己人生中很大一部分時(shí)間用于煉金,并留下海量的記錄和手稿; 8 牛頓參與了英國(guó)金本位制度的設(shè)計(jì),而該制度在經(jīng)濟(jì)學(xué)和金融學(xué)十分重要; 9 被皇家女王封為爵爺,官至皇家造幣局局長(zhǎng)兼皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)。 牛頓的創(chuàng)造標(biāo)志著現(xiàn)代力學(xué)誕生、物理學(xué)誕生,乃至近代自然科學(xué)誕生。 關(guān)于物理,有一件很奇怪的事兒,不知道你發(fā)現(xiàn)了沒有。在兩千多年前已經(jīng)出現(xiàn)了物理學(xué)。最著名的就是亞里士多德的《物理學(xué)》。亞里士多德生活在公元前384年-前322年。在高中的物理里面,亞里士多德的名聲很差。實(shí)際上一直到大學(xué)物理,都是如此。因?yàn)椋瑏喞锸慷嗟碌奈锢韺W(xué)大部分內(nèi)容都是錯(cuò)的。但即便是錯(cuò)的,這個(gè)事實(shí)也已經(jīng)表明,2000多年前,西方已經(jīng)誕生了物理學(xué)。但是,為什么直到伽利略、牛頓時(shí)代,物理學(xué)才真正誕生呢? 在科學(xué)史上以1687年牛頓出版《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》為標(biāo)志,力學(xué)誕生、物理學(xué)誕生,近代自然科學(xué)誕生。在此之前,亞里士多德的物理學(xué)竟然統(tǒng)治西方思想世界長(zhǎng)達(dá)2000年左右。這是為什么?為什么牛頓的著作出版標(biāo)志著近代自然科學(xué)的誕生呢?原因只有兩個(gè)。 第一個(gè)原因是,物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)建立。 第谷布拉赫用他的精密儀器,一輩子仰望星空,積累了大量的觀測(cè)數(shù)據(jù)。開普勒對(duì)第谷布拉赫的數(shù)據(jù)研究了一輩子,提出了開普勒三大定律。到了伽利略,他不但發(fā)明了望遠(yuǎn)鏡,直接看到了月球上的環(huán)形山,而且,他還做實(shí)驗(yàn)。伽利略用實(shí)驗(yàn)證明亞里士多德的論斷是錯(cuò)誤的。最著名的是比薩斜塔實(shí)驗(yàn)推翻了亞里士多德的論斷,更重的物體比輕一些的物體更快快的落地。 第二個(gè)原因,是物理學(xué)的公理化的建立。 牛頓繼承了第谷布拉赫、開普勒、伽利略的傳統(tǒng)。首先,牛頓是實(shí)驗(yàn)的行家。牛頓的《光學(xué)》里面大量的記錄了各種類型的實(shí)驗(yàn),例如三棱鏡實(shí)驗(yàn)證明自然光并不是白色的,而是許多顏色(波長(zhǎng)或頻率)的光混合在一起的,等等。三棱鏡把白色的自然光“分解”成了多種顏色的單色光。其次,牛頓是數(shù)據(jù)分析的行家,如同開普勒一樣,善于從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律。不但如此,牛頓把他的前輩們積累的知識(shí)全都繼承下來了。當(dāng)然,即便如此,牛頓還稱不上偉大。牛頓最偉大的貢獻(xiàn)在于,他把物理學(xué)公理化了。 在牛頓之前,人們想都不敢想。 在這本厚達(dá)700多頁(yè)的《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》,牛頓寫道“我寫的不是關(guān)于人手之力,而是關(guān)于自然力方面的東西,而且主要是探討那些與重力、浮力、彈性力、流體阻力。以及諸如此類不論是吸引或排斥的力有關(guān)的事物。因此,我把這部著作叫作《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》,因?yàn)檎軐W(xué)的全部任務(wù)看來就在于從各種運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象來研究各種自然之力,而后用這些力去論證其他的現(xiàn)象?!保ㄅnD,p16) 顯然,牛頓開創(chuàng)了一個(gè)典范。 |
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