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牛顿在疫情期间宅在家,然后研究出了改变世界的定律

(2022-03-23 23:54:32)
标签:

教育

杂谈

文化

分类: 创新教育

牛顿在疫情期间宅在家,然后研究出了改变世界的定律

早产小婴儿艾萨克·牛顿出生在英国的一个小村庄,当时他小到可以装进一夸脱的罐子里,人们并不指望他能活下来。令全世界一些正在学微积分和物理学的学生可能感到沮丧的是,牛顿不仅仅活下来了,而且还成为了17世纪最有影响力的科学家。

牛顿的发现范围很广,从他的光学理论到他在运动定律和引力定律方面的开创性工作,构成了现代物理学的基础。专家们认为,牛顿的天才之处在于,他最终将这些理论应用于整个宇宙,以一种前所未有的方式解释了太阳和行星的运动。

在瘟疫中诞生的定律

艾萨克·牛顿最常见的形象是一位蹲在树下白发苍苍的科学家。当牛顿被一个掉落的苹果砸到脑袋上时,他轻快地幻想出万有引力定律。然而这不是真实历史。

历史学家说,关于苹果的传说可能只有一点是真实的,但在剑桥大学发生所谓的水果事件之前,牛顿已经有了一些非常重要的发现。

艾萨克·牛顿出生于1642年,也就是伽利略去世的那一年,他从小就对正规教育而不是农业产生了浓厚的兴趣。从1665年开始,当黑死病让他就读的剑桥大学(Cambridge University)停课两年之后,他在家中度过了漫长的几个月,学习复杂的数学、物理和光学。

正是在这一富有成果的时期,牛顿在水晶棱镜的帮助下,成为第一个发现白光是由光谱的颜色组成的人。他还提出了无穷级数微积分的概念,这是当今工程和统计学学者研究的一种可怕的数学。

 

1666年,牛顿甚至为他的三大运动定律制定了蓝图,至今世界各地的学生仍然要学习这三大定律:除非受到外力的作用,物体将保持惯性状态;加速度和作用力之间的关系是F=ma;每一个作用力都有一个大小相等、方向相反的反作用力。

那时牛顿还不明白的是,这些运动定律是如何与地球、月球和太阳联系在一起的。但是在那之后,他就苦苦思索,终于得出了万有引力定律。

简单地解释宇宙

在天文学家埃德蒙·哈雷(Edmond Halley)的敦促和资助下,牛顿于17世纪70年代和80年代投身于引力研究。哈雷当时也在剑桥大学观察一颗如今著名的彗星的运行轨迹。

牛顿的研究成果是他在1687年发表的开创性著作《自然哲学的数学原理》,被许多人认为是有史以来最伟大的科学著作。

在《自然哲学的数学原理》的几页中,牛顿把太阳系的运行分解成简单的方程,解释了行星轨道的性质和天体之间的引力。在描述为什么月球绕着地球转而不是地球绕着月球转的时候(因为地球要重得多),这本书改变了人们看待宇宙的方式。

 

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