《数学原理》牛顿

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《数学原理》牛顿

在影响人类历史进程和科学发展的书籍中，有一本特别令人注目，那就是牛顿（I.Newton，1642－1687）的《数学原理》，全名是《自然哲学的数学原理》。这是一本划时代的科学巨著，从理论上对前人的同时代人（包括牛顿本人）的科学成果作了总结，建立了经典力学的基本理论基础。

牛顿于1642年圣诞节出生在英国林肯郡沃尔斯落普小镇的一个普通农民家庭。他诞生的那样恰巧是哥白尼逝世一百周年，是伽利略逝世一周年。他是一个遗腹子，由于天生不足，小得有些畸形。童年时，孤独寡母过着艰辛的生活，不久母亲改嫁，牛顿寄宿外祖母家，他十二岁时进了公立学校读书。他是“一个聪明淘气的小鬼”，从小就喜欢搜集各种工具，如锯子、斧头、锤子等，制造各种小玩意，与小朋友们一起嬉游。

牛顿很小就显露出数学的才能，被称为“数学神童”。他读小学时住宿在一个药剂师家里，有一天，他对药剂师的小舅了说：“可以将地下室里的那个木箱给我做一只钟吗？这样你就不会因为不知道准确时间而迟到了。”没花多少时间，牛顿就造出来了一个不钟。每天早上他将适量的水注入一个盂内，盂内滴出的水流控制着钟的时针的移动。有一次上学途中，他发现早上自己的身影在左边，下午影子就移到右边了，他就进行钻研，后来搞出了太阳钟。在大风天气时，他先顺风走，再逆风走，看速度的变化和相差，就能够准确地计算出风力来。

牛顿的继父早逝，母亲带着三个孩子，生活再度陷入困境。没有办法，母亲只得叫他辍学，回家务农。务农期间，牛顿仍未放弃学业，自学成才。1661年，他以优异的成绩考入剑桥大学，时年18岁。

在剑桥大学，牛顿受教于著名数学权威伊萨克?巴罗教授，他称巴罗教授为他的“知识之父”。在巴罗的悉心指教下，牛顿研读了欧几里德的几何学、笛卡尔的解析几何、刻卜勒的光学、瓦利斯的无穷小算术，他在数学和力学王国里搏击奋进。让世人惊喜不已的是，牛顿


在大学期间就获得了三项发明，成为当时当时最天才的科学家之一。

牛顿的第一项发明是数学的微分和积分，他令人信服地提出了微分分流数，为研究物体流量和物理运动等开拓了新的思路，提供了新的方法。有人说：牛顿的这一发明“打开了数学宝库的大门，从此数学世界奇迹地展现在牛顿和他的后继人的面前了。”

第二项发明是光色谱律。1665年到1666年，剑桥发生瘟疫，学校被迫停课，牛顿回到家乡沃尔斯落普。在那里两年时间内，他进行了各种光学试验，获得了可喜的结果，特别是他利用三棱镜发现太阳光是由折射率不同的各种颜色光线组成的。他在这一基础上提出的光色谱律为现代光谱学打下了基础。

第三项发明是万有引力。牛顿在研究力学的过程中，逐渐形成了引力的概念。一个脍炙人口的例子是：一次，牛顿在树下坐着，一个苹果偶然从近处的树上掉下来，这激发了牛顿的思考，想到了必有地心引力的存在。牛顿对苹果落地的科学解释是：“宇宙的定律就是质量与质量的相互吸引。”他指出，这定律适用于包括地球在内的整个宇宙。他还用数学原理对万有引力定律加以论证之。这样牛顿成了剑桥一个知名人物。

牛顿剑桥大学毕业后，留校当了研究生，不久获得硕士学位。1669年，牛顿刚满26岁，他的导师巴罗教授因年迈辞去教授职位，遂推荐牛顿担任数学教授。这样，牛顿在这一职务上担任了27年。在剑桥大学任教期间，牛顿刻苦钻研，达到废寝忘食的程度。他在数学、天文学、光学、力学方面取得了新的成就。1672年牛顿当选为英国皇家学会会员。同年他发表了第一篇光学论文，引起了科学界广泛的注意。

当时，科学家已经看到，是引力让月亮绕地球旋转，使行星绕太阳旋转；引力的大小由引体的大小和距离而异。但是，在讨论行星椭圆轨道问题的时候却不能通过数学原理或者数据得出精确的论证。天文学家埃得蒙?哈雷求助于牛顿。牛顿将自己的有关万有引力定律及其别的研究材料送给哈雷阅读。哈雷对牛顿的发现大为惊叹。哈雷的来访促使牛顿对行星椭圆轨道问题进行深入研究没多久，牛顿便算出了

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