大师回顾:牛顿如何改变世界?
- 牛顿出生时早产,个子小到可以放进一个器皿中,没人指望他能活下来。然而,牛顿不仅活了下来,还成为17世纪最有影响的科学家。
牛顿创立了三大运动定律
网易探索6月11日讯,据美国生活科学网报道,艾萨克·牛顿诞生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯普的一个自耕农家庭,小牛顿出生时早产,且个子太小可以放进一个器皿中,没人指望他能活下来。然而,让一些迷糊的微积分学和物理学同学不安的是,牛顿不仅活了下来,还长大成才了,成为17世纪最有影响的一位科学家。
牛顿的广泛发现,从他的光学理论到他的运动与引力定律的突破性成就,奠定了现代物理学的基础。专家认为其真正的成就是他如何最终看待这些理论并将它们应用到广阔宇宙中,解释前人没有做过的太阳和行星的运动方式。
艾萨克·牛顿的普遍肖像是一位蹲伏在树底下的白发科学家。据传,一只苹果击中了他的头部,牛顿顿时悟出了万有引力定律。历史学家表示,这可能是苹果传说中惟一的一点真实内容,因为在所谓的苹果事件之前,牛顿已经在剑桥大学构思这些非常重大的发现。
牛顿出生于1642年,这一年正好伽利略与世长辞。牛顿从小就对正式教育而不是务农感兴趣,当黑死病导致剑桥大学关张时,他还是这里的一位学生,他数月把自己关地家里,潜心研究复杂的数学、物理学和光学。
在牛顿硕果累累的时期,他首次利用晶体棱镜发现了白光是由七彩光组成的。他还发展了无穷级数的微积分学概念,这种引发惊慌的数学如今成了工程学和统计学学者的研究对象。到1666年,牛顿已经确定了他的三大运动定律,至今被全球各地的物理学学生所背诵。
牛顿第一定律:一切物体在任何情况下,在不受外力的作用时,总保持静止或匀速直线运动状态。
牛顿第二定律:物体的加速度跟物体所受的合外力成正比,跟物体的质量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。公式:F=ma。
牛顿第三定律:两个物体之间的作用力和反作用力在同一条直线上,大小相等,方向相反。表达式:F1=F2,F1表示作用力,F2表示反作用力。
牛顿不理解与天体相关的运动定律,于是又花了20年来进行研究,看这些运动定律是否和地球、月球和太阳的运动相吻合,之后他提出了一个概念――叫“引力”。在剑桥大学观察彗星的天文学家埃德蒙·哈雷的帮助和支助下,牛顿在16世纪70-80年代潜心研究万有引力定律。他研究所得的开创性成果发表在1687年出版的《自然哲学的数学原理》著作中,这被认为是牛顿所写的最伟大的科学著作。
在《自然哲学的数学原理》著作中,他对万有引力和三大运动定律进行了描述。此外,牛顿将太阳系运转方式简单地看成一个等式,解释了行星轨道的自然特性以及二个重大天体之间的牵引力。在描述月球围绕地球而不是地球围绕月球运行的内容中,此书逐渐改变了人们观看宇宙的方法。这些描述奠定了物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑,并推动了科学革命。(尼特)