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牛頓在科學上有哪些偉大的成就?

壹.艾薩克·牛頓簡介

牛頓,作為壹個致力於學習的科學家,傾向於提出問題。他屬於自然神論,采用實驗與定量分析科學相結合的方法進行研究。他以自己的實踐對現代科學需求進行了全面的、劃時代的飛躍,形成了科學的理論體系。它適應了新興資產階級對現代科學技術的迫切需要,成為現代科學標誌性理論體系的完成者和主要代表。

經歷與作品:世界近代科學史上最著名的英國科學家、數學家,1664年畢業於劍橋大學三壹學院,1668年完成劍橋大學研究生課程,接替巴羅成為盧卡西教授。1696年成為英國鑄幣局監事,1699年成為鑄幣局局長,1703-1727年連續五屆英國皇家學會主席。他的主要著作有《自然哲學、光學和數學原理》、《宇宙系統》、《月球理論》以及《古代王國變遷史》。主要科學論文有《論分析》、《論級數與流方法》、《普通數學或數學結構與問題解集》、《未發表的科學論文》(A.R.Hall主編)。還有化學書的燒稿,留下了幾百萬字的手稿。他也是現代科學革命成果的集大成者,是做出了決定性貢獻的偉大科學家。生於1643年6月4日(按公歷,古羅馬儒略歷應為1642年2月25日),卒於1727年3月20日(公歷),活了85歲。

主要貢獻:牛頓是壹個劃時代的人物,在他那個時代幾乎所有的學科都做出了劃時代的貢獻。雖然他的天才、勤奮和成就為當今世界所景仰,但卻受到歷史條件的限制,從而給後人留下了廣闊的發展空間。他的理論力學、微積分、物質組成的思想、光學實驗的發現和理論、萬有引力定律、運動三定律、低速流體阻力定律、彗星理論、潮汐理論、宇宙系統論,都在各學科史上留下了劃時代的、根本性的貢獻。

典型的成績評價:

愛因斯坦在1927年牛頓逝世200周年時寫道:“我認為在這樣壹個時刻紀念這位傑出的天才是必要的。在這之前和之後,沒有人像他那樣決定了西方思想、研究和實踐的方向。他不僅是壹些關鍵方法的傑出創始人,而且在使用經驗材料方面也很獨特。同時,他在歷史和物理的詳細證明方法上有著驚人的創造能力。由於這些原因,它值得我們最深切的尊敬”;對於牛頓的成就誰大誰小的問題,愛因斯坦本人早就給出了答案。在他和因菲爾德合寫的《物理學的進化》壹書中,他說:“科學的發展不像摧毀壹個倉庫,在同壹個地方建壹個倉庫,而是像爬山壹樣,爬上山丘,爬得很高,看到開始的山丘還在,只是看起來更矮了。”

著名科學家歐內斯特·盧瑟福勛爵在1931有人問這個問題時說:“今天有壹種流行的誤解,認為科學是通過推翻以前建立的理論而進步的,但這是極少數情況。比如經常說愛因斯坦的廣義相對論推翻了牛頓關於引力的工作。真理再往前走就會變成錯誤...就愛因斯坦的工作和牛頓的工作的關系來說,只是對其基礎的壹個籠統的推廣。偉大的真理不是要被拋棄,而是要被修改,以便把它放在更廣泛、更穩固的基礎上……”。(第1939頁)

J.生物物理學家、科學學的創始人、世界和平理事會首任主席d·伯納爾(D.Bernal)這樣評價牛頓的《原理》:“這本書堅持闡述物理學的推理,在整個科學史上是無與倫比的。就數學而言,只有歐幾裏得的《幾何原本》能與之相比,就對物理的洞察和對思想的影響而言,只有達爾文的《物種起源》能與之相比。這本書立即成為新科學的壹個吸引力,這並不是說它已經達到了正統的來源,並受到崇敬——盡管有壹些危險,特別是在英國——但書中提到的方法可以被崇敬為未來推廣的來源。”(伯納德,歷史中的科學,1981,第277頁)

2.牛頓科學思想的核心是粒子和力。

他的物質觀是原子論,原子論在科學上的應用是原子-粒子-粒子系-重心-質心的概念。它的物質構成理論是多能級粒子依靠引力和斥力形成物質乃至萬物的三種狀態。

數學上:幾何點;物理上:粒子和重心;化學上:粒子的結合和分解;天文學:用粒子代替天體。

第三,對數學的貢獻

1.1664發明了無窮級數和收斂級數。

2.1664-1665發明了極限法來做曲線的切線。

3.二項式定理發明於1665

第四,實物貢獻

1.基本概念:

2.運動三定律

第壹定律:不等於伽利略慣性概念的發現。

第二定律:外力與慣性運動的關系。牛頓的作用是發現f ∝ m和f ∝ a,所以f=ma。這是為了發現萬有引力定律的需要而發現的,是在1684 10個月後發現的,比萬有引力定律的發現早2-3個月。

第三定律:通過研究物體之間的相互作用而發現的,適用於天體的運動。

3.萬有引力定律

4.光學成就

動詞 (verb的縮寫)化學貢獻

1.用大量的實驗方法研究化學作用,甚至使用自制的儀器設備。帶妳自己的助手來做實驗。興起化學實驗之風。

2.提出了許多元素和化合物的化學符號,這是約翰·道爾頓後期工作的先導。

3.用物理粒子組成理論和引力斥力的觀點研究物質的組成:提出同種最小粒子——原子受引力形成不同層次的粒子和粒子,高達七級以上,直到能看見物體的理論。

4.用重力的大小解釋物質的結合、分解、溶解和熔化。物質比重的差異在於顆粒細度的不同組合。很容易解釋物質三態的變化和元素之間的演變。

5.從質點和力的角度,提出無機物和有機體之間的物質轉化和精神的來源;他用靜電微粒的傳遞觀點分析解釋了感覺-神經-大腦-神經-肌肉-運動反應的傳遞機制,與當今神經傳遞的鈉鉀離子傳遞理論非常吻合。他排除了心靈論、神創論和神經與肉體二元論,追求唯物主義和科學的解決方案。

6.定量分析與置換關系的實驗與測量:在1692中,他認識到酸、堿、土壤之間存在給定量的化學結合關系。

7.繼波義耳之後,牛頓在金屬冶煉到化學轉化的過程中發揮了重要作用。他通過實驗,用科學粒子和力的觀點,逐漸把對組合和分解的認識納入科學軌道。他的工作在破除神創論和煉金術的迷信方面發揮了關鍵作用。

不及物動詞對流體力學的貢獻

牛頓把他的《原理》的第二卷獻給了流體力學原理。他用實驗和微積分分析研究了各種形狀的物體在靜止和低速流體中運動時產生的阻力,提出阻力與速度的平方成正比。他提出了流體中拋射體和圓形運動物體運動阻力的計算。彈性流體中的脈沖速度分別與彈力和流體密度的平方成正比和反比。這些工作為低速流體力學奠定了堅實的理論和研究基礎。

七、創立了彗星理論、月球理論和宇宙系統理論,發展了伽利略的潮汐理論。

八、在科學文化方面的劃時代貢獻

1.牛頓的科學理論徹底把科學從中世紀宗教神學和神創論的統治下解放出來。

2.把自然科學和自然哲學的思辨分開。

3.它奠定了現代理論物理和理論力學的基礎,在前人靜力學的基礎上開創了動力學。

4.人類歷史上第壹次用力學和運動原理統壹天地規律,把“上帝創造的”萬象納入科學探索和認識的軌道。

他發明了微積分,這是人類歷史上最偉大的數學發現之壹,為現代科學的快速發展提供了最有力的數學工具。

6.他融合了早期現代科學的成果,對許多學科做出了劃時代的、原創性的貢獻。

7.他把實驗、歸納和分析的研究方法結合起來,用分析和綜合的數學方法把機理和因果輪系統化,成為近代科學方法的代表。

8.牛頓的原子論物質觀、物質組成的科學粒子理論、動力學與引力的相互作用、機械唯物主義的方法論,對歐洲乃至世界的科學、教育、文化、政治界都產生了巨大的影響。它通過法國的啟蒙運動和百科全書派對法國大革命產生了重大影響。壹個科學家和他的科學理論有如此大的社會影響,這是前所未有的。

9.牛頓的科學理論至今仍是各類學校必教的重要內容,從建築、橋梁到航天器、衛星設計、航空航天都是主要的理論和計算基礎。它不僅沒有過時和不可替代,而且發揮著前所未有的作用。

由於時代的局限,牛頓的科學觀和理論被用在宏觀和低速運動領域,現代科學正在將其作為壹個組成部分擁抱和發展。