【簡(jiǎn)介:】??愛(ài)因斯坦從小興趣廣泛,有強(qiáng)烈的求知欲和對(duì)新鮮事物的好奇心。他10歲時(shí)進(jìn)了慕尼黑的路德波提中學(xué),12歲時(shí)自學(xué)了歐幾里得的幾何學(xué),13歲時(shí)就閱讀了德國(guó)哲學(xué)家康德的著作。由于
??愛(ài)因斯坦從小興趣廣泛,有強(qiáng)烈的求知欲和對(duì)新鮮事物的好奇心。他10歲時(shí)進(jìn)了慕尼黑的路德波提中學(xué),12歲時(shí)自學(xué)了歐幾里得的幾何學(xué),13歲時(shí)就閱讀了德國(guó)哲學(xué)家康德的著作。由于不滿德國(guó)的軍國(guó)主義教育,愛(ài)因斯坦在17歲時(shí)離開(kāi)德國(guó)來(lái)到瑞士,考人蘇黎世工業(yè)大學(xué),主修數(shù)學(xué)和物理,1900年,以優(yōu)異的成績(jī)通過(guò)國(guó)家考試畢業(yè)。
??1903年,愛(ài)因斯坦同米列娃?馬里奇結(jié)婚。1905年,愛(ài)因斯坦在《物理學(xué)紀(jì)事》上連續(xù)發(fā)表了3篇科學(xué)論文,取得了科學(xué)研究的重大突破。一篇是討論布朗運(yùn)動(dòng)的,用最有力的證據(jù)證明了分子的存在;一篇是發(fā)展普朗克的量子論的,提出了光量子的假設(shè),他也因此獲得了 1921年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng);第三篇是《論運(yùn)動(dòng)物體的電動(dòng)力學(xué)》,是愛(ài)因斯坦狹義相對(duì)論的第一篇,但在當(dāng)時(shí),他的相對(duì)論思想還沒(méi)有幾個(gè)人能夠理解。
??就這樣,愛(ài)因斯坦在不到一年的時(shí)間里在物理學(xué)的三個(gè)不同領(lǐng)域中取得了重大突破,這在科學(xué)發(fā)展史上是沒(méi)有先例的,而他當(dāng)時(shí)年僅26歲。此后,他先后被聘為蘇黎世工業(yè)大學(xué)副教授、布拉格大學(xué)和瑞士聯(lián)邦高等??茖W(xué)校的教授。1911年,他在布魯塞爾的一次科學(xué)大會(huì)上與居里夫人相識(shí),得到了居里夫人的極高評(píng)價(jià)。
??1913年,愛(ài)因斯坦回到故鄉(xiāng)德國(guó),被選為普魯士科學(xué)院院長(zhǎng)和柏林大學(xué)教授,并擔(dān)任了愷撒?威廉物理研究所所長(zhǎng)。1915年,在狹義相對(duì)論發(fā)表十年后,愛(ài)因斯坦終于發(fā)表了廣義相對(duì)論。1916年,他完成了總結(jié)性的論著《廣義相對(duì)論原理》,這本著作把哲學(xué)的深?yuàn)W、物理學(xué)的直觀和數(shù)學(xué)的技藝令人驚嘆地結(jié)合在一起,被稱為是20世紀(jì)理論物理學(xué)的巔峰。
??1916年,愛(ài)因斯坦又總結(jié)了量子論的發(fā)展,奠定了現(xiàn)代激光技術(shù)的理論基礎(chǔ)。今天,相對(duì)論和量子論一起成為了現(xiàn)代物理學(xué)中最主要的理論基礎(chǔ),是宇宙航行和天文學(xué)的主要理論依據(jù)。20世紀(jì)20年代后,愛(ài)因斯坦集中力量探索統(tǒng)一場(chǎng)理論,并在1929年發(fā)表了研究論文《統(tǒng)一場(chǎng)論》。
??希特勒上臺(tái)后,納粹政權(quán)瘋狂迫害猶太人,愛(ài)因斯坦宣布放棄德國(guó)國(guó)籍,于1933年11月移居美國(guó)新澤西州的普林斯頓,在那里繼續(xù)開(kāi)展科學(xué)研究,于1940年加人美國(guó)國(guó)籍。愛(ài)因斯坦在發(fā)表狹義相對(duì)論時(shí)提出的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式在1939年時(shí)已經(jīng)不再是一個(gè)純理論問(wèn)題了,因?yàn)榭茖W(xué)家們已經(jīng)進(jìn)行了從原子核裂變中獲得巨大能量的實(shí)驗(yàn),而德國(guó)在當(dāng)時(shí)的原子能實(shí)驗(yàn)中居于領(lǐng)先地位。
??愛(ài)因斯坦對(duì)此深感不安,他在1939年給美國(guó)總統(tǒng)羅斯福寫信,介紹了原子彈的巨大威力,敦促美國(guó)政府加快對(duì)原子彈的研究。愛(ài)因斯坦本想使原子彈成為一種威懾力量,但是當(dāng)1945年8月6日第一顆原子彈在日本廣島爆炸時(shí),愛(ài)因斯坦感到無(wú)限的悲哀,并尖銳地指出原子彈作為戰(zhàn)爭(zhēng)武器會(huì)使人類滅亡的可怕后果。
?? 1955年4月18日凌晨,愛(ài)因斯坦在睡夢(mèng)中與世長(zhǎng)辭,享年76歲。
科學(xué)家最渴望的背德實(shí)驗(yàn)”有哪些?
黑猩猩的幼兒體型較小,因此從解剖學(xué)來(lái)看,“混血兒”最好是在人類子宮內(nèi)孕育
你最佩服的科學(xué)家是誰(shuí)
??牛頓
古希臘的燦爛文化在漫長(zhǎng)的黑暗中世紀(jì)中埋沒(méi)風(fēng)塵,黯然失色。15世紀(jì),文藝復(fù)興的大旗飄揚(yáng)在歐洲大陸上,自然科學(xué)獲得新的生命,蓬勃成長(zhǎng)??茖W(xué)巨匠N。哥白尼、第谷、J。開(kāi)普勒、伽利略以及R。笛卡兒等先后馳名于歐洲。
??一場(chǎng)科學(xué)革命沖破了中世紀(jì)封建勢(shì)力和經(jīng)院哲學(xué)的層層羅網(wǎng),不斷取得勝利。
牛頓——偉大的科學(xué)家,經(jīng)典物理學(xué)理論體系的建立者——正是在歐洲出現(xiàn)政治、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)文化新變革的時(shí)代誕生的。
家世和生平
1643年1月4日(儒略歷1642年12月25日)牛頓誕生于英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯普的一個(gè)自耕農(nóng)家庭。
??牛頓出生之前,父親已去世。牛頓生而孱弱,過(guò)了3年,他的母親再嫁給一位牧師,把孩子留在他祖母身邊撫養(yǎng)。8年之后,牧師病故,牛頓的母親帶著后夫所生的一子二女又回到烏爾斯索普。牛頓自幼沉默寡言,性格倔強(qiáng),這種習(xí)性可能來(lái)自他的家庭處境。牛頓少年時(shí)代喜歡擺弄機(jī)械小技巧。
??傳說(shuō)他做過(guò)一架磨坊的模型,動(dòng)力是小老鼠;有一次他放風(fēng)箏時(shí),在繩子上懸掛著小燈,夜間村人看去驚疑是彗星出現(xiàn)。他喜歡繪畫、雕刻,尤喜歡刻日晷,家里墻角、窗臺(tái)上到處安放著他刻劃的日晷,用以驗(yàn)看日影的移動(dòng),以知時(shí)刻。12歲進(jìn)離家不遠(yuǎn)的格蘭瑟中學(xué)。牛頓的母親原希望他成為一個(gè)農(nóng)民,能贍養(yǎng)家庭,但牛頓本人卻無(wú)意于此而酷愛(ài)讀書,以致經(jīng)常忘了干活。
??隨著年歲增大,牛頓越發(fā)愛(ài)好讀書,喜歡沉思,做科學(xué)小試驗(yàn)。他在格蘭瑟姆中學(xué)讀書時(shí),曾寄寓在一位藥劑師家里,使他受到化學(xué)實(shí)驗(yàn)的熏陶。牛頓在中學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)成績(jī)并不出眾,只是愛(ài)好讀書,對(duì)自然現(xiàn)象有好奇心,例如顏色、日影四季的移動(dòng),尤好幾何學(xué)、哥白尼的日心說(shuō)等等。
??他還分門別類地記讀書心得筆記,又喜歡別出心裁地做些小工具、小技巧、小發(fā)明、小試驗(yàn)。當(dāng)時(shí)英國(guó)社會(huì)滲入基督教新教思想,牛頓家里有兩位都以神父為職業(yè)的親戚,這可能影響牛頓晚年的宗教生活。從這些平凡的環(huán)境和活動(dòng)中,看不出幼年的牛頓是一個(gè)才能出眾異于常人的兒童。
??然而格蘭瑟姆中學(xué)的校長(zhǎng)J。斯托克斯,還有牛頓的一位當(dāng)神父的叔父W。艾斯庫(kù)別具慧眼,鼓勵(lì)牛頓上大學(xué)讀書。牛頓于1661年以減費(fèi)生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院,1664年成為獎(jiǎng)學(xué)金獲得者,1665年獲學(xué)士學(xué)位。17世紀(jì)中葉,劍橋大學(xué)的教育制度還浸透著濃厚的中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)的氣味。
??當(dāng)牛頓進(jìn)入劍橋大學(xué)時(shí),那里還在傳授一些經(jīng)院式課程,如邏輯、古文、語(yǔ)法、古代史、神學(xué)等等。兩年之后三一學(xué)院出現(xiàn)了新氣象。H。盧卡斯創(chuàng)設(shè)了一個(gè)獨(dú)辟蹊徑的講座,規(guī)定講授自然科學(xué)知識(shí)如地理、物理、天文和數(shù)學(xué)課程。講座的第一任教授I。巴羅是一位博學(xué)的科學(xué)家。
??就是這位教師把牛頓引向自然科學(xué)。在這段學(xué)習(xí)過(guò)程中,牛頓掌握了算術(shù)、三角,學(xué)習(xí)了歐幾里得的《幾何原理》。他又讀了開(kāi)普勒的《光學(xué)》,笛卡兒的《幾何學(xué)》和《哲學(xué)原理》,伽利略的《兩大世界體系的》,R。胡克的《顯微圖集》,還有皇家學(xué)會(huì)的歷史和早期的《哲學(xué)學(xué)報(bào)》等。
??牛頓在巴羅的門下學(xué)習(xí),是他學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期。巴羅比牛頓大12歲,精于數(shù)學(xué)和光學(xué),他對(duì)牛頓的才華極為贊賞,他認(rèn)為牛頓的數(shù)學(xué)才能超過(guò)自己。1665~1666年倫敦大疫。劍橋離倫敦不遠(yuǎn),為恐波及,學(xué)校停課。牛頓于1665年 6月回到故鄉(xiāng)烏爾斯索普。
由于牛頓在劍橋受到數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的熏陶和培養(yǎng),對(duì)探索自然現(xiàn)象產(chǎn)生極為濃厚的興趣。
??就在1665~1666年這兩年之內(nèi),他在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰,才華迸發(fā),思考前人從未思考過(guò)的問(wèn)題,踏進(jìn)前人沒(méi)有涉及的領(lǐng)域,創(chuàng)建前所未有的驚人業(yè)績(jī)。1665年初他創(chuàng)立級(jí)數(shù)近似法以及把任何冪的二項(xiàng)式化為一個(gè)級(jí)數(shù)的規(guī)則。同年11月,創(chuàng)立正流數(shù)法(微分);次年 1月,研究顏色理論;5月,開(kāi)始研究反流數(shù)法(積分)。
??這一年內(nèi),牛頓還開(kāi)始想到研究重力問(wèn)題,并想把重力理論推廣到月球的運(yùn)行軌道上去。他還從開(kāi)普勒定律中推導(dǎo)出使行星保持在它們軌道上的力必定與它們到旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比。牛頓見(jiàn)蘋果落地而悟出地球引力的傳說(shuō),說(shuō)的也是在此時(shí)發(fā)生的軼事。總之,在家鄉(xiāng)居住的這兩年中,牛頓以比此后任何時(shí)候更為旺盛的精力從事科學(xué)創(chuàng)造,并關(guān)心自然哲學(xué)問(wèn)題。
??由此可見(jiàn),牛頓一生的重大科學(xué)思想是在他青春年華、思想敏銳短短兩年期間孕育、萌發(fā)和形成的。
1667年牛頓重返劍橋大學(xué),10月1日被選為三一學(xué)院的仲院侶,次年 3月16日選為正院侶。當(dāng)時(shí)巴羅對(duì)牛頓的才能有充分認(rèn)識(shí)。1669年10月27日巴羅便讓年僅26歲的牛頓接替他擔(dān)任盧卡斯講座的教授。
??牛頓把他的光學(xué)講稿(1670~1672)、算術(shù)和代數(shù)講稿(1673~1683)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》(以下簡(jiǎn)稱《原理》)的第一部分(1684~1685),還有《宇宙體系》(1687)等手稿送到劍橋大學(xué)圖書館收藏。1672年起他被接納為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員,1703年被選為皇家學(xué)會(huì)主席直到逝世。
??其間牛頓和國(guó)內(nèi)外科學(xué)家通信最多的有R。玻意耳、J??铝炙?、J。夫拉姆斯蒂德、D。格雷果理、E。哈雷、胡克、C?;莞?、G。W。F。von萊布尼茲和J。沃利斯等。牛頓在寫作《原理》之后,厭倦大學(xué)教授生活,他得到在大學(xué)學(xué)生時(shí)代結(jié)識(shí)的一位貴族后裔C。
??蒙塔古的幫助,于1696年謀得造幣廠監(jiān)督職位,1699年升任廠長(zhǎng),1701年辭去劍橋大學(xué)工作。當(dāng)時(shí)英國(guó)幣制混亂,牛頓運(yùn)用他的冶金知識(shí),制造新幣。因改革幣制有功,1705年受封為爵士。晚年研究宗教,著有《圣經(jīng)里兩大錯(cuò)訛的歷史考證》等文。牛頓于1727年 3月31日(儒略歷20日)在倫敦郊區(qū)肯辛頓寓中逝世,以國(guó)葬禮葬于倫敦威斯敏斯特教堂。
??
《光學(xué)》和反射式望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明,光學(xué)和力學(xué)一樣,在古希臘時(shí)代就受到注意。用于天文觀測(cè)的需要,光學(xué)儀器的制作很早就得到了發(fā)展,光的反射定律早在歐幾里得時(shí)代已經(jīng)聞名,但折射定律直到牛頓出生之前不久才為荷蘭科學(xué)家W。斯涅耳所發(fā)現(xiàn)。
??玻璃的制作早已從阿拉伯輾轉(zhuǎn)傳入西歐。16世紀(jì)荷蘭磨制透鏡的手工業(yè)大興。把透鏡適當(dāng)組合成一個(gè)系統(tǒng)就可成為顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡。這兩種儀器的發(fā)明對(duì)科學(xué)發(fā)展起了重大作用。在牛頓之前,伽利略首先把他所制作的望遠(yuǎn)鏡用在天象觀測(cè)上。枷利略式的望遠(yuǎn)鏡是以一片會(huì)聚透鏡為目鏡、一片發(fā)散透鏡為物鏡的望遠(yuǎn)鏡。
??還有當(dāng)時(shí)盛行的由兩片會(huì)聚透鏡組成的開(kāi)普勒望遠(yuǎn)鏡。兩種望遠(yuǎn)鏡都無(wú)法消除物鏡的色散。牛頓發(fā)明以金屬磨成的反射鏡代替會(huì)聚透鏡作為物鏡,這樣就避免了物鏡的色散。當(dāng)時(shí)牛頓制成的望遠(yuǎn)鏡長(zhǎng)6英寸,直徑1英寸,放大率為30~40倍。經(jīng)過(guò)改進(jìn),1671年他制作了第二架更大的反射式望遠(yuǎn)鏡,并送到皇家學(xué)會(huì)評(píng)審。
??這臺(tái)望遠(yuǎn)鏡被皇家學(xué)會(huì)作為珍貴科學(xué)文物收藏起來(lái)。為了制造反射式望遠(yuǎn)鏡,牛頓親自冶煉合金和研磨鏡面。牛頓自幼愛(ài)好動(dòng)手制模型,做試驗(yàn),這對(duì)他在光學(xué)實(shí)驗(yàn)上的成功有極大幫助。光的顏色問(wèn)題早在公元前就有人在作猜測(cè),把虹的光色和玻璃片的邊緣形成的顏色聯(lián)系起來(lái)。
??從亞里士多德以來(lái)到笛卡兒都認(rèn)為白光是純潔的、均勻的,是光的本質(zhì),而色光只是光的變種。他們都沒(méi)像牛頓那樣認(rèn)真做過(guò)實(shí)驗(yàn)。
大約在1663年,牛頓即開(kāi)始熱衷于光學(xué)研究,磨玻璃、制作望遠(yuǎn)鏡也在這個(gè)時(shí)期。1666年,他購(gòu)得一塊玻璃三棱鏡,開(kāi)始研究色散現(xiàn)象。
??為了這個(gè)目的,牛頓在他的《光學(xué)》一書中寫道:“把我的房間弄暗,在我的窗板上開(kāi)一個(gè)小孔,以便適量的太陽(yáng)光射入室內(nèi),就在入口處安置我的棱鏡,光通過(guò)棱鏡折射達(dá)到對(duì)面的墻上。”牛頓看到墻上有彩色的光帶,光帶之長(zhǎng)數(shù)倍于原來(lái)的白光點(diǎn),他意識(shí)到這些彩色就是組成白色太陽(yáng)光的原始光色。
??為了證明這一點(diǎn),牛頓進(jìn)一步做實(shí)驗(yàn)。在光帶投射的屏上也打一個(gè)小孔,讓光帶中彩色的一部分穿過(guò)第二個(gè)小孔,經(jīng)過(guò)放在屏后的第二個(gè)棱鏡折射投到第二個(gè)屏上,又讓第一棱鏡繞它的軸緩慢轉(zhuǎn)動(dòng),只見(jiàn)穿出第二個(gè)小孔落在第二屏上的像隨著第一棱鏡轉(zhuǎn)動(dòng)而上下移動(dòng)。于是看到,為第一棱鏡折射最大的藍(lán)光,經(jīng)過(guò)第二棱鏡也是折射得最大;反之,紅光被前后兩個(gè)棱鏡折射得最小。
??于是牛頓作出結(jié)論:“經(jīng)過(guò)第一棱鏡折射后所得長(zhǎng)方形的彩色光帶不是別的,正是由不同的彩色光所組成的白色光經(jīng)折射而形成的?!币簿褪钦f(shuō):“白光本身是由折射程度不同的各種彩色光所組成的非均勻的混合體?!边@就是牛頓的光色理論。它是通過(guò)實(shí)驗(yàn)建立起來(lái)的,牛頓自稱這個(gè)實(shí)驗(yàn)為“關(guān)鍵性實(shí)驗(yàn)”。
??這個(gè)實(shí)驗(yàn)可說(shuō)是一個(gè)半世紀(jì)后 J。von夫瑯和費(fèi)建立光譜術(shù)的基礎(chǔ)。事實(shí)上牛頓在他的《光學(xué)》第 1卷命題4問(wèn)題1中用過(guò)1~2英寸長(zhǎng)、寬僅1/10或1/20英寸的長(zhǎng)方形的孔代替小圓孔,他說(shuō)所得結(jié)果較前更清晰,但沒(méi)有夫瑯和費(fèi)線的記載。牛頓在這方面做了大量的實(shí)驗(yàn)之后,于1672年把他的結(jié)論用書信形式送交皇家學(xué)會(huì)評(píng)審。
??不料竟引起一場(chǎng)尖銳的論戰(zhàn)。當(dāng)時(shí)惠更斯反對(duì)他,胡克攻擊他尤甚。早在1665年胡克就在英國(guó)提出光的波動(dòng)理論,這只是一個(gè)假說(shuō)?;莞箘t把它完整起來(lái),認(rèn)為空間的以太是無(wú)所不在的,他把以太作為振動(dòng)的媒質(zhì),把媒質(zhì)的每一個(gè)質(zhì)點(diǎn)都看成一個(gè)中心,在中心的周圍形成一個(gè)波,惠更斯成功地用這個(gè)物理圖像來(lái)解釋光的反、折射、還以此來(lái)研究冰洲石的雙折射(但是光的波動(dòng)學(xué)說(shuō)的確立還有待于一個(gè)半世紀(jì)之后由英國(guó)的T。
??楊的干涉實(shí)驗(yàn)來(lái)證明)。牛頓則持光的微粒說(shuō),他認(rèn)為波動(dòng)說(shuō)的最大障礙是不能解釋光的直線進(jìn)行。他提出發(fā)光物體發(fā)射出以直線運(yùn)動(dòng)的微粒子、微粒子流沖擊視網(wǎng)膜就引起視覺(jué)。它也能解釋光的折射與反射,甚至經(jīng)過(guò)修改也能解釋F。M。格里馬爾迪發(fā)現(xiàn)的“衍射”現(xiàn)象。
??但對(duì)薄膜形成的彩色,牛頓則承認(rèn)微粒說(shuō)不如波動(dòng)說(shuō)解釋得明快。微粒說(shuō)與波動(dòng)說(shuō)之爭(zhēng)在當(dāng)時(shí)是十分激烈的,雙方爭(zhēng)論持續(xù)多年。當(dāng)年光的微粒說(shuō)與波動(dòng)說(shuō)之爭(zhēng),現(xiàn)在可以引用E。T?;萏乜说脑拋?lái)結(jié)束這樁公案:“當(dāng)A。愛(ài)因斯坦以M。普朗克的量子原理來(lái)解釋光電效應(yīng),光的微粒思想經(jīng)過(guò)一個(gè)世紀(jì)的沉寂而在1905年又獲得了新生,并因此而導(dǎo)致光量子存在的基本原理。
??他的思想為實(shí)驗(yàn)所充分肯定,特別是光子與電子碰撞所產(chǎn)生的康普頓效應(yīng)服從經(jīng)典的碰撞力學(xué)定律。而同時(shí),關(guān)于光的波動(dòng)性的實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有失效,于是我們不得不承認(rèn)波動(dòng)說(shuō)和微粒假說(shuō)都是正確的?!睙o(wú)疑,牛頓的《光學(xué)》(Opticks)是和他的《原理》同為物理學(xué)的巨著,也是科學(xué)界的經(jīng)典著作。
??《光學(xué)》第一版印于1704年,在胡克逝世之后問(wèn)世?!豆鈱W(xué)》最后部分以獨(dú)特的形式附上一份著名的“問(wèn)題”表,共提出31個(gè)“問(wèn)題”(第一版提出16個(gè)“問(wèn)題”)。在“問(wèn)題”中所談到的不僅是光的折射、反射等,還涉及光與真空,甚至重力、天體等問(wèn)題。在多處談到光的波動(dòng),涉及太陽(yáng)光與物質(zhì)的相互作用等問(wèn)題,這些問(wèn)題涉及物理學(xué)的諸多方面,富有啟發(fā)性,后人評(píng)價(jià)這些“問(wèn)題”是《光學(xué)》中最重要的部分,并非虛語(yǔ)。
??牛頓在《光學(xué)》一書中憑借實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與分析,建立了光的理論。但在全書中沒(méi)有提起不同玻璃具有不同折射率,在全書中也沒(méi)有做消色差的實(shí)驗(yàn),這或許是由于他當(dāng)時(shí)還沒(méi)有獲得不同質(zhì)玻璃的三棱鏡的緣故。但是牛頓制造反射式望遠(yuǎn)鏡來(lái)避免物鏡的色散,卻是個(gè)妙法,迄今大型望遠(yuǎn)鏡的制造還遵從此法。
??牛頓死后3年(1730)出版了經(jīng)牛頓生前訂校過(guò)的《光學(xué)》第 4版?,F(xiàn)在流行的1931年版本就是根據(jù)第4版重印的。
愛(ài)因斯坦在為牛頓《光學(xué)》1931年重印本所作的序中說(shuō):“牛頓的時(shí)代早已被淡忘了……牛頓的各種發(fā)現(xiàn)已進(jìn)入公認(rèn)的知識(shí)寶庫(kù),盡管如此,他的光學(xué)著作的這個(gè)新版本還是應(yīng)當(dāng)受到我們懷著衷心感激的心情去歡迎的,因?yàn)橹挥羞@本書才能使我們有幸看到這位偉大人物本人的活動(dòng)。
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萬(wàn)有引力定律和《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》,16世紀(jì)丹麥天文學(xué)家第谷對(duì)行星繞日運(yùn)行作了長(zhǎng)年累月的觀測(cè),他死后德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒整理并分析了第谷的20年的觀測(cè)記錄,總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)的著名開(kāi)普勒三定律。這個(gè)發(fā)現(xiàn)不僅為經(jīng)典天文學(xué)奠定了基礎(chǔ),更重要的是導(dǎo)致了其后萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)。
??開(kāi)普勒在得出行星運(yùn)動(dòng)三定律之前,1596年曾提出關(guān)于太陽(yáng)行星間的吸引作用的思想;隨之提出物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)出現(xiàn)離心力問(wèn)題。一般認(rèn)為伽利略已領(lǐng)悟到離心力,但對(duì)它作進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)和計(jì)算則有待于牛頓。1664年 1月20日牛頓在他的《算草本》上已提出如何計(jì)算物體作方法。
??牛頓把推導(dǎo)、計(jì)算方法詳盡地寫入他的《原理》(第 3版)第一編第二章命題4定理4下面推論1中,明確地指出:“因此,由于這些圓弧代表運(yùn)動(dòng)物體的速度,向心力就是這個(gè)速度的平方除以圓周半徑?!睆倪@里可以看出,向心力的求得對(duì)于距離平方反比定律的推導(dǎo)是不可少的。
??順便提一下,惠更斯從不同途徑推導(dǎo)得離心力方程和牛頓的相似,結(jié)果于1673年發(fā)表。牛頓雖在早年的《算草本》上提出求向心力的方法,但他自己說(shuō)“惠更斯先生后來(lái)所發(fā)表的離心力理論,我相信在我之前”。引人注意的是,在《原理》第一編和第三編中,凡提到軌道運(yùn)行時(shí),牛頓都沒(méi)有提及離心力一詞,總是強(qiáng)調(diào)拉向軌道中心的向心力。
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