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[小科普] 牛顿到底有哪些贡献？

已有 6504 次阅读 2022-10-9 16:33 |个人分类:科学 - 艺术 - 社会|系统分类:科研笔记

[小科普] 牛顿到底有哪些贡献？

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图1 牛顿， Sir Isaac Newton, 1643-01-04 ~ 1727-03-31

https://www.britannica.com/summary/Isaac-Newton

https://cdn.britannica.com/62/147562-050-42020E12/Isaac-Newton-sunlight-study-optics-prism-engraving-1879.jpg

一、牛顿研究工作简介

力学方面。牛顿在意大利数学家、天文学家、物理学家伽利略等人工作的基础上总结出了物体运动的三个基本定律。第一定律即惯性定律，第二定律是力的瞬时作用规律，第三定律的表达式为 F = - F'（F表示作用力，F'表示反作用力，负号表示反作用力F'与作用力F的方向相反）。牛顿在开普勒行星运动定律以及其他人的研究成果基础上用数学方法导出了万有引力定律。

光学方面。1671 年，在皇家学会上展示了自己的反射式望远镜。在 1675 年的著作《解释光属性的解说》中，牛顿假定了以太的存在，认为粒子间力的传递是通过以太进行的。1704 年，著成《光学》，详述了光的粒子理论。认为光是由非常微小的微粒组成的，而普通物质是由较粗的微粒组成。他研究了光的折射，表明棱镜可以将白光发散为彩色光谱，而透镜和第二个棱镜可以将彩色光谱重组为白光。

热学方面。确定了冷却定律，即当物体表面与周围有温差时，单位时间内从单位面积上散失的热量与这一温差成正比。

天文学方面。牛顿用质点间的万有引力证明密度呈球对称的球体对外的引力都可以用同质量的质点放在中心的位置来代替。还用万有引力原理说明潮汐的各种现象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有关，而且同太阳的方位有关。

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=210927&Type=bkzyb&SubID=139944

He was educated at Cambridge University (1661–65), where he discovered the work of René Descartes. His experiments passing sunlight through a prism led to the discovery of the heterogeneous, corpuscular nature of white light and laid the foundation of physical optics. He built the first reflecting telescope in 1668 and became a professor of mathematics at Cambridge in 1669. He worked out the fundamentals of calculus, though this work went unpublished for more than 30 years. His most famous publication, Principia Mathematica (1687), grew out of correspondence with Edmond Halley. Describing his works on the laws of motion (see Newton’s laws of motion), orbital dynamics, tidal theory, and the theory of universal gravitation, it is regarded as the seminal work of modern science. He was elected president of the Royal Society of London in 1703 and became the first scientist ever to be knighted in 1705. During his career he engaged in heated arguments with several of his colleagues, including Robert Hooke (over authorship of the inverse square relation of gravitation) and G.W. Leibniz (over the authorship of calculus). The battle with Leibniz dominated the last 25 years of his life; it is now well established that Newton developed calculus first, but that Leibniz was the first to publish on the subject.

他在剑桥大学（1661-65）接受教育，在那里他发现了勒内·笛卡尔的作品。他通过棱镜照射阳光的实验，发现了白光的异质微粒性质，奠定了物理光学的基础。他于1668年建造了第一台反射望远镜，并于1669年成为剑桥大学的数学教授。他研究了微积分的基本原理，尽管这项工作已有30多年未发表。他最著名的出版物《数学原理》（Principiia Mathematica，1687年）是与爱德蒙德·哈雷（Edmond Halley）的书信往来而成的。它描述了他在运动定律（见牛顿运动定律）、轨道动力学、潮汐理论和万有引力理论方面的著作，被认为是现代科学的开创性著作。1703年，他当选伦敦皇家学会主席，并于1705年成为首位被授予爵士的科学家。在他的职业生涯中，他与几位同事进行了激烈的争论，其中包括罗伯特·胡克（关于引力平方反比关系的作者）和G.W.莱布尼茨（关于微积分的作者）。在他生命的最后25年，与莱布尼茨的斗争占据了主导地位；众所周知，牛顿首先发展了微积分，但莱布尼茨是第一个发表这一主题的人。

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二、感慨：“物理对于物理学家来说实在是太难了!”

从上面看，尽管牛顿在《影响人类历史进程的100名人排行榜》上位列第2，但贡献的数目，比柯西、高斯、庞加莱明显少。

（1）不能通过“数数”来判定贡献和水平。

（2）希尔伯特的“物理对于物理学家来说实在是太难了!”很有道理！https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2019/5/426211.shtm