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牛顿到底厉害在哪?他对人类最重要的贡献可能和你想的不一样

牛顿到底厉害在哪?他对人类最重要的贡献可能和你想的不一样

牛顿的学术身份与惯性定律

  今天呢,我们聊一下牛顿。一说起牛顿,我估计大家首先会想到的就是万有引力定律。但实际上,牛顿在科学界取得的成绩远远不止于万有引力定律。大家可能首先想到的,就是他是物理学家,但实际上说他是数学家也没有问题。因为在他那个时代,他在数学上的贡献也非常大。最主要就是当时他和莱布尼茨这两个人分别各自独立地建立了微积分理论,经典的微积分理论。所以说他在数学上这个成就也非常大。在物理学上,他最主要就是奠定了经典物理学的基础,主要就是包括牛顿三大运动定律,还有刚才我们说的万有引力定律。那关于这几大定律呢,我们一个一个掰扯一下。

  牛顿三大运动定律,这个第一定律也叫惯性定律,它是说一个物体当它受的外力之和为零的时候,他会保持原来的状态不变。那原来呢他是静止的,现在还静止;原来要是匀速运动呢,那它还会保持匀速运动的状态。这个惯性定律呢,实际上也不是牛顿他最早发现的。因为在牛顿之前,伽利略就曾经发现过这个规律。伽利略他是生活在牛顿之前的一个时代,大概是咱们中国这边是明朝末年。然后伽利略他去世之后,隔了一年,这个牛顿就出生。之前伽利略呢他做过一些实验,实际上就发现了这个规律。所以说这个牛顿第一运动定律呢,也是和伽利略的这个研究成果有很大的关系。

第二定律、第三定律与万有引力公式

  那牛顿第二个运动定律呢,这个大家比较熟悉,就是F等于MA,力等于质量乘以加速度。实际上这个第二定律呢,也是伽利略他之前通过实验呢,也是发现了这个运动规律。那之前呢,在最早亚里士多德他提出过一个观点,就是说力是维持物体运动的原因。但是对于这个观点呢,牛顿他不是很认同,他就觉得力是产生加速度的原因,但不是维持物体运动的原因。所以他也是总结了伽利略的一些这个研究成果,发现了这第二牛顿运动定律,这个第二定律F等于MA。

  然后牛顿运动定律第三个定律呢,就是这个力会产生反作用力,力和反作用力呢是大小相等,方向相反。这个定律是不是牛顿他自己发现的?这个是他自己发现的。但是这个定律呢应该说看起来是比较容易理解,感觉是一个显而易见的物理学的规律,所以说第三个定律呢看起来好像有一点水。然后接下来就是万有引力定律。万有引力定律呢,就是说两个物体之间会产生一种引力作用,这个引力的大小等于一个常数G,再乘以这两个物体的质量的乘积,再除以它们距离的平方。实际上牛顿在发现这个万有引力定律呢,他也是参考了一些前人的研究成果。那在他之前呢,研究天体运动的物理学家开普勒就建立了天体运动研究的一些基础理论。牛顿发现万有引力定律呢,很大程度上也是参考了开普勒的这个天体运动理论。而且跟牛顿同一个时代,还有一个叫胡克的。这两个人关系不是太好,但是胡克呢他也是做物理学方面的研究。那他呢就发现过这个:两个物体之间会有这个引力,而且引力呢会和这两个物体距离的平方成反比。这个呢就是万有引力定律平方反比定律。

万有引力定律的证明与牛顿的历史评价

  而且胡克呢还给牛顿写过信,告诉他物体之间呢,这个万有引力定律有这样一个规律,平方反比的这个规律。后来呢,牛顿也确实承认,胡克呢的确是给他写过这个信。但是牛顿说,在胡克给我写信告诉这个规律之前呢,实际上我早就已经发现这个规律。当然了,实际的情况是不是这样,这个也不好说。但是从当时的情况来看,从前人研究的成果,还有当时的一些实验数据上,这个万有引力定律呢真的就是一个呼之欲出的定律。可能牛顿没有发现呢,那别人也的确会发现。

  那说到这儿呢,可能有人说你是不是过来黑牛顿呢?实际上不是。牛顿呢,他的确是伟大的科学家。那他主要伟大在什么地方呢?咱们就说这个万有引力定律。这个万有引力定律呢,在同一个时代,比如说你胡克,就即使是你真的发现了,但是真正给出严密的完整的这个数学证明的呢,还是牛顿。之前我们说了,在当时那个时代,牛顿呢也可以说是当时世界上最顶尖的数学家,他数学的能力很强。胡克呢他虽然发现了这个定律,但是他没有给出严密的数学证明。而牛顿呢,给出了严密的数学证明。所以说牛顿之所以说他是伟大的物理学家,最主要的不是说,针对的他发现了某一个定律,而是他建立了一整套完整的经典力学理论,这个才是最重要的。

  另外呢,就是我们之前说在数学上啊,他建立了这个经典的微积分理论。其实这两点呢应该说,是牛顿给人类做的最大的贡献。当然牛顿呢,实际上我们之前说他涉猎的范围比较广。到老年的时候,他还做过一个造币厂的厂长,然后还研究过化学方面的东西,好像还做什么类似于炼金术之类的东西。最后呢,这个牛顿在物理学上面的研究花的时间也比较少。然后到他老年的时候,还慢慢地就去研究这个神学,走上了神学的道路。所以有的时候我们想的也很奇怪,这么大的一个物理学家,居然走上了神学的道路,让人想起来也感觉匪夷所思。

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