在影响人类历史进程和科学发展的书籍中,有一本特别令人注目,那就是牛顿(I.Newton,1642-1687)的《数学原理》,全名是《自然哲学的数学原理》。这是一本划时代的科学巨著,从理论上对前人的同时代人(包括牛顿本人)的科学成果作了总结,建立了经典力学的基本理论基础。 第二项发明是光色谱律。1665年到1666年,剑桥发生瘟疫,学校被迫停课,牛顿回到家乡沃尔斯落普。在那里两年时间内,他进行了各种光学试验,获得了可喜的结果,特别是他利用三棱镜发现太阳光是由折射率不同的各种颜色光线组成的。他在这一基础上提出的光色谱律为现代光谱学打下了基础。
第三项发明是万有引力。牛顿在研究力学的过程中,逐渐形成了引力的概念。一个脍炙人口的例子是:一次,牛顿在树下坐着,一个苹果偶然从近处的树上掉下来,这激发了牛顿的思考,想到了必有地心引力的存在。牛顿对苹果落地的科学解释是:“宇宙的定律就是质量与质量的相互吸引。”他指出,这定律适用于包括地球在内的整个宇宙。他还用数学原理对万有引力定律加以论证之。这样牛顿成了剑桥一个知名人物。 牛顿剑桥大学毕业后,留校当了研究生,不久获得硕士学位。1669年,牛顿刚满26岁,他的导师巴罗教授因年迈辞去教授职位,遂推荐牛顿担任数学教授。这样,牛顿在这一职务上担任了27年。在剑桥大学任教期间,牛顿刻苦钻研,达到废寝忘食的程度。他在数学、天文学、光学、力学方面取得了新的成就。1672年牛顿当选为英国皇家学会会员。同年他发表了第一篇光学论文,引起了科学界广泛的注意。 当时,科学家已经看到,是引力让月亮绕地球旋转,使行星绕太阳旋转;引力的大小由引体的大小和距离而异。但是,在讨论行星椭圆轨道问题的时候却不能通过数学原理或者数据得出精确的论证。天文学家埃得蒙?哈雷求助于牛顿。牛顿将自己的有关万有引力定律及其别的研究材料送给哈雷阅读。哈雷对牛顿的发现大为惊叹。哈雷的来访促使牛顿对行星椭圆轨道问题进行深入研究没多久,牛顿便算出了精确的数学计算。哈雷等人建议牛顿将这一成果整理出来,加以发表。于是牛顿就开始着手写作《自然哲学的数学原理》一书。牛顿夜以继日,疾书奋写,在18个月后完成了初稿。哈雷随即安排英国皇家学会负责资助出版该书。后来皇家学会后目食言,拒绝资助。这时,哈雷变卖家产,慷慨解囊,使牛顿的《自然哲学的数学原理》得以正式出版。哈雷的这个故事已被后人传为佳话。 |
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