数学家简介牛顿.pdf

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1、科学巨擎牛顿数学家简介数学家简介艾萨克牛顿（16431727）英国物理学家、数学）英国物理学家、数学家与天文学家家与天文学家. .剑桥大学教授剑桥大学教授, ,英国皇英国皇家学会会员、会长家学会会员、会长. .经典力学基础的牛经典力学基础的牛顿运动定律的建立者以及万有定律的顿运动定律的建立者以及万有定律的发现者发现者. .在数学上在数学上, ,提出提出“流数法流数法”和和莱布尼莱布尼茨茨同为微积分的创始人同为微积分的创始人, ,并建立并建立了二项式定理了二项式定理. .著有著有自然哲学的数学自然哲学的数学原理原理等等. . 1643年年1月月4日牛顿出生于英格兰林肯州的一日牛顿出生于英格兰林肯

2、州的一个农民家庭个农民家庭,出世时父亲已病故出世时父亲已病故,生活艰难生活艰难,幼年幼年由外祖母抚养由外祖母抚养.少年牛顿不是神童少年牛顿不是神童,在校学习成在校学习成绩平平绩平平.但他喜欢读书但他喜欢读书,从中学起就有作读书笔从中学起就有作读书笔记的习惯记的习惯.中学时代的牛顿还酷爱制作玩具中学时代的牛顿还酷爱制作玩具,他他所制作的玩具实际上是各种机械模型所制作的玩具实际上是各种机械模型,包括风车、包括风车、木钟、日晷以及折叠式提灯等等木钟、日晷以及折叠式提灯等等,同时他还对绘同时他还对绘画有着非凡的才华画有着非凡的才华. 1661年年,19岁的牛顿岁的牛顿,考入了著名的剑桥大学考入了著名的

3、剑桥大学.在学习期间在学习期间,牛顿表现出他具有深邃的观察力、牛顿表现出他具有深邃的观察力、敏锐的理解力敏锐的理解力,并进行近代自然科学的研究并进行近代自然科学的研究. 1665年年, ,牛顿大学毕业牛顿大学毕业, ,获得学士学位获得学士学位. .在家在家乡避瘟疫期间乡避瘟疫期间, ,牛顿在数学上的研究很大程度牛顿在数学上的研究很大程度是依靠自学是依靠自学, ,他专心致志地思考数学、物理学他专心致志地思考数学、物理学和天文学问题和天文学问题, ,思想火山积聚多年的活力思想火山积聚多年的活力, ,终于终于爆发了爆发了, ,智慧的洪流智慧的洪流, ,滚滚奔腾滚滚奔腾. .短短的短短的18个月个月,

4、 ,他就孕育成形了：流数术（微积分）、万有引他就孕育成形了：流数术（微积分）、万有引力定律和光学分析的基本思想力定律和光学分析的基本思想. . 1684年年, ,牛顿通过计算彻底解决了牛顿通过计算彻底解决了1666年发年发现的万有引力现的万有引力. . 1687年年, ,他他45岁时完成了人类科学史上少有岁时完成了人类科学史上少有的科学巨著的科学巨著, ,继承了开普勒、伽继承了开普勒、伽利利略略, ,用数学方用数学方法建立起完整的经典力学体系法建立起完整的经典力学体系, ,轰动了全世界轰动了全世界. .自自然然哲哲学学的的数数学学原原理理 1727年年3月月31日日,牛顿因患肺炎与痛风牛顿因患

5、肺炎与痛风症在伦敦溘然辞世症在伦敦溘然辞世,他安葬在他安葬在西敏寺大西敏寺大教堂教堂,是被赐予这种荣誉的第一位科学是被赐予这种荣誉的第一位科学家家.西敏寺大教堂西敏寺大教堂:位于西敏寺的哥位于西敏寺的哥德式建筑德式建筑.10世纪仟海王爱德华世纪仟海王爱德华所建所建,此后曾重建多次此后曾重建多次.历代君主历代君主的加冕仪式皆在此举行的加冕仪式皆在此举行,内有许内有许多君主、政治家、军人、诗人等多君主、政治家、军人、诗人等的墓的墓. 弗朗西斯弗朗西斯培根的预言培根的预言: :当科学被运用到技术领域时当科学被运用到技术领域时, ,就会使人类的全部生活方式发生革命就会使人类的全部生活方式发生革命. .

6、艾萨克艾萨克牛顿正是那位牛顿正是那位“使现代科学进入了它一直所使现代科学进入了它一直所遵循的航程遵循的航程”的人的人. .他用新发明的望远镜所做的天文观测给天文学带来了他用新发明的望远镜所做的天文观测给天文学带来了革命革命, ,他的力学试验建立了现在人称的牛顿第一运动他的力学试验建立了现在人称的牛顿第一运动定律定律. . 他公布的第一个发现是有关光的性质的一项突破他公布的第一个发现是有关光的性质的一项突破性的贡献性的贡献. .牛顿经过一系列认真的试验牛顿经过一系列认真的试验, ,发现普通光发现普通光是彩虹所有的不同色光的混合光是彩虹所有的不同色光的混合光. .他还对光的反射他还对光的反射和折射

7、定律的结果做了认真的分析和折射定律的结果做了认真的分析, ,根据这两个定根据这两个定律律, ,1668年他设计并真正制造出了第一台反射望远年他设计并真正制造出了第一台反射望远镜镜, ,如今大多数天文台都使用这类望远镜如今大多数天文台都使用这类望远镜. .牛顿牛顿29岁岁时把他的这些发现及其许多其他光学试验结果呈交时把他的这些发现及其许多其他光学试验结果呈交给英国皇家学会给英国皇家学会. . 在光学方面的成就是伟大的在光学方面的成就是伟大的, ,但是他在但是他在这方面的成就比起他在数学或力学方面这方面的成就比起他在数学或力学方面的成就来的成就来, ,那就相形见绌了那就相形见绌了. .他对数学的他

8、对数学的贡献主要是发明了贡献主要是发明了积分积分, ,这一成就可能是这一成就可能是他在二十三、四岁时做出的他在二十三、四岁时做出的, ,这一发明是这一发明是当代数学中最伟大的成就当代数学中最伟大的成就, ,它不仅仅是许它不仅仅是许多现今数学学说产生的种子多现今数学学说产生的种子, ,而且也是必而且也是必不可少的重要工具不可少的重要工具, ,没有这一工具现代科没有这一工具现代科学在随后就不会取得进展学在随后就不会取得进展. . 牛顿最重要的发现是在力学方面牛顿最重要的发现是在力学方面, ,力学是研力学是研究物体运动的科学究物体运动的科学. .伽伽利利略发明了第一运动定略发明了第一运动定律律, ,

9、这一定律描述在没有外力的作用下物体运这一定律描述在没有外力的作用下物体运动的情形动的情形. .当然在现实中所有的物体都受外力当然在现实中所有的物体都受外力作用作用, ,力学中最重要的问题是这种情况下物体力学中最重要的问题是这种情况下物体怎样运动怎样运动. .牛顿提出的最著名的第二运动定律牛顿提出的最著名的第二运动定律, ,解决了这个问题解决了这个问题, ,这一定律可能被理所当然地这一定律可能被理所当然地视为经典物理学中最基本的定律视为经典物理学中最基本的定律. .他的第二定他的第二定律（其数学表达式为律（其数学表达式为Fma）可表述为）可表述为: :物体物体运动的加速度（即速度变化率）运动的加

10、速度（即速度变化率）, ,与作用在该与作用在该物体上的合力成正比物体上的合力成正比, ,与物体的质量成反比与物体的质量成反比. . 除了这两个定律外除了这两个定律外, ,牛顿又提出了著牛顿又提出了著名的第三运动定律（这定律可表述为名的第三运动定律（这定律可表述为, ,有作用力即外力就必然有反作用力有作用力即外力就必然有反作用力, ,且且两者大小相等方向相反）和他的科学定两者大小相等方向相反）和他的科学定律中最著名的定律律中最著名的定律万有引力定律万有引力定律. . 这四条定律一起构成一个统一的体系这四条定律一起构成一个统一的体系, ,实实际上所有的宏观力学体系都可以利用这一际上所有的宏观力学体

11、系都可以利用这一体系来加以研究和预测体系来加以研究和预测, ,从单摆的振动到行从单摆的振动到行星绕日在其轨道上运动都用得上星绕日在其轨道上运动都用得上. .牛顿不仅牛顿不仅提出了这些力学定律提出了这些力学定律, ,而且还利用积分这一而且还利用积分这一数学工具说明了如何利用这些基本定律来数学工具说明了如何利用这些基本定律来解决实际问题解决实际问题. . 牛顿定律可以而且已被用来解决极其广牛顿定律可以而且已被用来解决极其广泛的科学和工程学方面的问题泛的科学和工程学方面的问题. .牛顿在世时牛顿在世时, ,他的定律的最有戏剧性的应用是在天文学他的定律的最有戏剧性的应用是在天文学领域里领域里. .他在

12、这个领域里也处于领先地位他在这个领域里也处于领先地位. . 1687年发表了他的伟大著作年发表了他的伟大著作自然哲自然哲学的数学原理学的数学原理( (人们通常只称作人们通常只称作原原理理),),在该书中他提出了万有引力定律在该书中他提出了万有引力定律和运动定律和运动定律, ,并说明如何利用这些定律并说明如何利用这些定律来准确预测行星绕日的运动来准确预测行星绕日的运动. .牛顿的这牛顿的这一壮举圆满地解决了动力天文学的主要一壮举圆满地解决了动力天文学的主要问题问题, ,即准确预测星体和行星的位置和即准确预测星体和行星的位置和运动运动. .因此牛顿常被认为是所有的天文因此牛顿常被认为是所有的天文学家之魁学家之魁. .牛顿总是谦逊地将自己的科学发现归功于前人的启导牛顿总是谦逊地将自己的科学发现归功于前人的启导. .名言名言: :“如果我看得更远些如果我看得更远些, ,那是因为我站在巨人们的肩膀上那是因为我站在巨人们的肩膀上”. .牛顿曾经说过牛顿曾经说过: :我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩, ,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜美丽的一片贝壳而沾沾自喜, ,而对于展现在我面前的而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋浩瀚的真理的海洋, ,却全然没有发现却全然没有发现. .