物理学之父(艾萨克·牛顿|英国著名物理学家)

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艾萨克·牛顿爵士(1643年1月4日-1727年3月31日)，英国皇家学会主席，英国著名物理学家，百科全书式的“全才”，著有《自然哲学和光学的数学原理》。

在1687年发表的论文《自然法则》中，他描述了万有引力和三大运动定律。这些描述为接下来的三个世纪奠定了物理世界的科学观点，并成为现代工程的基础。

通过证明开普勒的行星运动定律和他的引力理论之间的一致性，他表明了地面物体和天体的运动遵循相同的自然定律。它为日心说提供了强有力的理论支持，推动了科学革命。

在力学方面，牛顿阐述了动量和角动量守恒原理，提出了牛顿运动定律。

在光学方面，他发明了反射望远镜，并基于三棱镜将白光发散成可见光谱的观察发展了颜色理论。

他还系统地制定了冷却定律，研究了声速。

在数学方面，牛顿和戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展微积分的荣誉。

他还证明了广义二项式定理，提出了逼近函数零点的“牛顿法”，对幂级数的研究做出了贡献。

在经济学上，牛顿提出了金本位制。

643年1月4日，艾萨克·牛顿出生在英国林肯郡乡下的一个小村庄伍尔斯索普庄园。

牛顿出生前三个月，他的父亲艾萨克刚刚去世。因为早产，新生的牛顿很瘦；有传言说，他的母亲汉娜·艾斯科曾经说过，牛顿出生时小到可以把他放进一夸脱的杯子里。

牛顿3岁时，母亲改嫁，住在新任丈夫巴纳布斯·史密斯牧师家中，将牛顿托付给他的祖母玛格丽·艾斯库。

1648年，牛顿被派去学习。牛顿少年时并不是神童。他成绩一般，但喜欢读书，看介绍各种简单机械模型制作方法的书，受启发自己动手做一些奇怪的小玩意，比如风车、木钟、折叠灯笼等等。

传说牛顿在了解风车的机械原理后，自己做了一个磨坊的模型。他把一只老鼠绑在有轮子的跑步机上，然后在轮子前面放一粒玉米，刚好在老鼠够不到的地方。当老鼠想吃玉米的时候，它不停地跑，所以轮子不停地转；有一次，他放风筝的时候，绳子上挂着一盏小灯，到了晚上，村民们一脸惊讶地发现一颗彗星出现了。他还做了一个小水钟。每天早上，小水钟都会自动往他脸上滴水，叫醒他。他还喜欢绘画、雕刻，尤其是雕刻日晷。他画的日晷放在家里的角落和窗台的每个地方，看日影的移动。

1654年，牛顿进入离家十多公里的金斯皇家中学。牛顿的母亲曾希望他成为一名农民，但牛顿本人并无此意，而且热爱阅读。

随着年龄的增长，牛顿越来越喜欢阅读、冥想和做小的科学实验。当他在金斯皇家中学学习时，他和一位药剂师呆在一起，他受到了化学实验的影响。

牛顿高中成绩很好，爱读书，对自然现象很好奇，比如颜色，太阳和阴影的四季运动，尤其是几何，哥白尼的日心说等等。

他还会不停的分门别类的看笔记，喜欢做一些小玩意，小窍门，小发明，小实验。

后来迫于生活困难，母亲让牛顿休学在家务农养家。但是牛顿一有机会就把书埋起来，以至于经常忘记工作。每次，当他的母亲让他和他的仆人一起去市场，熟悉做生意的生意时，他就恳求仆人独自出去到街上，而他则躲在树后看书。

有一次，牛顿的叔叔起了疑心，跟着牛顿来到了上市镇。他发现他的侄子牛顿伸开双腿躺在草地上，全神贯注地研究一道数学题。牛顿的好学精神感动了他的叔叔，于是他说服了他的母亲让牛顿回到学校，并鼓励他去上大学。牛顿回到学校，贪婪地从书本中汲取营养。

1659年10月，他辍学回到埃尔斯索普村，因为他守寡的母亲希望牛顿成为一名农民。

虽然牛顿遵从了母亲的意愿，但据牛顿的同龄人后来描述，务农让牛顿相当不开心。

幸运的是，金斯皇家中学的校长亨利·斯托克斯说服了牛顿的母亲，牛顿被送回学校完成了学业。他18岁读完中学，拿到了一份完美的毕业报告。

1961年6月3日，他进入剑桥大学三一学院。当时学院的教学是基于亚里士多德的理论，但牛顿更喜欢读一些笛卡尔等现代哲学家和伽利略、哥白尼、开普勒等天文学家的更先进的思想。

1665年，他发现了广义二项式定理，并开始发展一套新的数学理论，即后来为世人所知的微积分。

1665年，牛顿拿到了学位，为了防止伦敦大瘟疫，大学关闭了。在接下来的两年里，牛顿继续在家里研究微积分、光学和万有引力定律。

1669年，他被授予卢卡斯数学教授职位。

1689年，他被选入国会。牛顿从1689年到1690年和1701年是皇家科学院的成员。1703年，他成为皇家学院院长，任职24年。他在所有总统中仅次于约瑟夫·班克斯，他还是法国科学院的成员。

1705年，牛顿被安妮女王封为爵士。

1727年3月31日(公历)，伟大的艾萨克·牛顿去世，和许多杰出的英国人一样被安葬在威斯敏斯特教堂。

在美国学者麦克·哈特撰写的100位影响人类历史进程的著名人物名单中，牛顿名列第二，仅次于穆罕默德。书中指出，在牛顿诞生后的数百年间，人们的生活方式发生了翻天覆地的变化，而这些变化大多是基于牛顿的理论和发现。在过去的500年里，随着现代科学的兴起，大多数人的日常生活发生了革命性的变化。和1500年前的人相比，我们有不同的衣服，不同的饮食，不同的工作。和他们更不一样的是，我们还有很多闲暇时间。科学发现不仅带来了技术和经济革命，而且彻底改变了政治、宗教思想、艺术和哲学。

机械成就

1679年，牛顿回到了力学的研究:引力及其对行星轨道的影响，开普勒行星运动定律，以及与胡克和弗拉姆斯蒂德关于力学的讨论。他自己的成就归功于《轨道上物体的运动》(1684年)一书，该书包含了后来在原理上形成的运动的初步定律。

牛顿在伽利略等人工作的基础上进行深入研究，总结出物体运动的三个基本定律(牛顿三定律):

第一定律(即惯性定律)

第二定律

第三定律

这三个非常简单的物体运动定律为力学奠定了坚实的基础，并对其他学科的发展产生了巨大的影响。

伽利略提出了第一定律的内容，然后r .笛卡尔进行了形式上的改进，伽利略非正式地提到了第二定律的内容。第三定律的内容是牛顿在总结了C. Raine、J. Wallis和C. Huygens的结果后得出的。

数学成就

大多数现代历史学家认为，牛顿和莱布尼茨独立发展了微积分，并为其创造了自己独特的符号。

牛顿对解析几何和综合几何都有贡献。在1736年出版的《解析几何》中，他引入了曲率中心，给出了密切线圆(或曲线圆)的概念，提出了曲率公式和计算曲线曲率的方法。并将我的许多研究成果总结成一部专著《三次曲线的计数》，于1704年出版。此外，他的数学工作涉及数值分析、概率论、初等数论等多个领域。

二项式定理

1665年，年仅二十二岁的牛顿发现了二项式定理，这是微积分全面发展必不可少的一步。二项式定理广泛应用于组合论、高次幂、高阶等差数列求和及差分法。

光学成就

牛顿致力于研究颜色现象和光的本质。1666年，他用三棱镜研究太阳光，得出结论:白光是不同颜色(即不同波长)的混合，不同波长的光有不同的折射率。在可见光中，红光的波长最长，折射率最小。紫光的波长最短，折射率最大。

热成就

牛顿确定了冷却定律，即当物体表面与周围有温差时，单位时间内单位面积损失的热量与这个温差成正比。

天文成就

牛顿在1672年发明了反射望远镜。他利用粒子间的万有引力，证明了具有球对称的球体的外引力可以用中心具有相同质量的粒子来代替。

他还用万有引力原理解释了潮汐的各种现象，指出潮汐的大小不仅与月亮的相位有关，还与太阳的方位有关。

牛顿预言地球不是一个球体。岁差是由太阳对赤道凸起的扰动引起的。

哲学成就

牛顿的哲学思想基本属于自发唯物主义，他承认时间的客观存在，空。和历史上所有伟大的人物一样，牛顿为人类做出了巨大的贡献，但也不免受到时代的局限。

牛顿最重要的著作《自然哲学的数学原理》出版于1687年。这本书总结了他一生中的许多重要发现和研究成果，包括上述关于物体运动的规律。

牛顿生活在明朝去世前一年到清朝雍正五年，《自然哲学的数学原理》一书的出版相当于康熙二十五年。从1687年到1840年《牛顿原理》出版的150多年间，牛顿的物理学和天文学知识几乎没有传到中国。《原理》的基本内容直到鸦片战争后才在中国传播开来。

牛顿一生为科学做出了杰出的贡献。他是现代科学的创始人。他开启了向科学进军的新时代，却因为羞于向女生表白而白白失去了结婚的机会。然后他一辈子都没有结婚也没有孩子，所以没有后代。

17世纪，牛顿利用万有引力理论和三大运动定律，将天上的行星及其卫星的运动规律与万有引力落在地面的现象统一起来，从而实现了天地合一，这是牛顿对自然哲学的巨大贡献。

性格评估

1687年，名著《自然哲学的数学原理》开启了一个伟大的科学时代。牛顿是最有影响力的科学家，被誉为“物理学之父”。他是牛顿运动定律的创始人，牛顿运动定律是经典力学的基础。他的三大运动定律和万有引力定律的发现奠定了现代物理学和力学的基础，他的万有引力定律和哥白尼的日心说奠定了现代天文学的理论基础。

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