我是戴森，一位热爱分享汽车和科学主题内容的科普创作者。 开篇说起不专一这事，首先进入脑海的，就是牛顿老爵爷了。他的一生可谓风光无限，自打小时候为了风车被踩碎而把小伙伴打哭了之后，他的人生简直就是开了挂一样。牛顿作为经典物理学开天辟地的人物，在力学方面若他说自己第二，恐怕没人敢说第一了。当然，他活着的时候，那暴脾气也绝不允许自己当第二，并肩都不行，谁争跟谁打，打到趴下为止！但是咱今天不谈人品，不谈人品，不谈人品！以后有机会单独说牛老爵爷“宽广”的心胸~ 牛顿的主业：经典力学体系咱先简略回顾一下牛顿最大功绩所在，即他在经典力学体系的最大的贡献，其实基本也就是我们在高中物理中力学部分所学习的内容，牛顿三定律和万有引力定律！前者让我们建立起一个强大的科学体系，能够处理几乎所有物体的受力问题（也给我们带来了无穷的题海）；后者则让天文学从此不再只能举着望远镜观察和记录星星的轨迹，人类终于能够面对浩瀚夜空时，去做真正的思考与发现了！比如1846年勒维耶通过计算发现了海王星，就是牛顿力学的一个伟大胜利。 牛顿对力学的贡献在于，他发现了几乎万物背后统一的运行规律，这个规律统辖着从天到地，从星球到尘埃的貌似一切物体，“上帝”的规律第一次被人掀开了幕布的一角。他建立的经典力学体系，统治了科学界近150年！ 自然哲学的数学原理 但是他对科学的贡献远不止于力学，接下来咱例数一下，咱先从物理领域开始。 物理学副业1：光学可能是因为他要为自己的万有引力定律找到天文观测证据，牛顿有一段时间对望远镜以及光学问题很感兴趣，并做出了一些重要的贡献，比如： 在1666年，牛顿他用三棱镜将太阳白光分解为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫的七色色带。他据此推论：太阳的白光是由七色光混合而成，并用他所信奉的“微粒说”解释了这种散射现象； 1668年，牛顿设计制造了第一台反射式望远镜。起因是牛顿经过多次磨制非球面的透镜均告失败后，一怒之下决定换个思路，采用球面反射镜作为主镜。他用2.5厘米直径的金属，磨制成一块凹面反射镜，并在主镜的焦点前面放置了一个与主镜成45度角的反射镜，使经过主镜反射后的汇聚光经反射镜以90度角反射出镜筒后到达目镜。这种设计就称为牛顿式反射望远镜。这个经典结构一直沿用至今，当今世界上一些最为著名的望远镜都是采用牛顿式的结构。例如，凯克天文台的望远镜，其主镜由36块六角形的镜面拼接，组合成直径10米的主镜；还有大明星哈勃太空望远镜，也是牛顿式反射结构。 物理学副业2：流体运动首先，他在实验中发现并定义了所谓“牛顿流体”，即多数生活中的简单流体的剪切力与剪切应变差不多成正比。当然，牛顿流体司空见惯了，真正有意思的是所谓“非牛顿流体”，比如下图这种接触速度越快越硬的东西。这些流体就是剪切力与应变关系不符合牛顿所说的线性关系的那些流体。 早在1687年，牛顿就使用波义尔定律计算了空气中声速的公式，得到声速理论值为290.7m/s，虽然这和实际值相差很大，但是却提供了一个有效的估算方法！产生误差的原因是因为牛顿假设声波在空气中传播的过程是对应着热力学的等温过程，但是实际这种假设是不对的，后来大数学家拉普拉斯用绝热过程重新计算了声速（1816年），结果和实验测量符合的很好。 数学除了物理学，在数学上，牛老爵爷也是不遑多让，他最大的贡献就是与莱布尼兹各自独立的创立了微积分理论。当然牛顿创立微积分的初衷，大致是因为他在思考和处理那些物理问题的时候，觉得已有的数学理论不好使，于是就先放下手里的活发明个工具，这真是磨刀不误砍柴工的典范！ 另外一个就是牛顿的“二项式定理”。1665年，他将帕斯卡的二项式定理推广到所有有理指数的情形。这部分我想只要高中学过排列组合的朋友，都应该记得咋回事吧，这里就不在赘述了。
再说句题外话，你能想到杨辉（帕斯卡）三角，和分形之间有什么关系吗？其实如果把奇数涂黑，你会看到那个神奇的图案： 对，就是谢尔宾斯基垫片！分形理论里最简单的一个平面分形图，如果你要把这个三角不停的写下去，那么就会看到这个鬼畜的分形图了： 杂谈：化学（炼金术）其实牛顿对于现代化学没有什么重要的贡献，而他生前留下的是洋洋洒洒的炼金术手稿，牛顿一生中对科学贡献无数，是一个极为严谨和有逻辑性的人，为何晚年醉心于炼金这种巫术呢？ 牛顿炼金手稿 有人说他对炼金术的兴趣完全是出于哲学和宗教目的，而且也没炼出什么金子来，这让牛顿在科学界的声誉蒙受玷污。但其实这种说法我觉得有些割裂，牛顿没有理由在他已经功成名就之后，转而抛弃他所创立和坚信的理论框架，去选择一个类似“不可知论”的体系，这不符合他的性格。 其实从另一个角度来想就合理了，在这里我引用一篇文章中的观点：
这个观点我是赞同的，牛顿没有必要抛弃他从研究物理这么多年来建立的思维框架和方法，转而去求助于不可知论的神学，如果他想这么干，早就这么干了，那么之前他的天才理论怎么可能创立出来呢？他即便研究神学也是要用科学的方法去做嘛！ 来源：彩虹阶梯科学课堂，版权归原作者所有，如有侵权联系删除。 |
|
|
