牛顿的主要数学理论
牛顿科学发明大全
牛顿科学发明大全牛顿是17世纪最伟大的科学家之一，他对数学、物理学和天文学的贡献被认为是革命性的。
他的发明和发现在科学和技术的发展中起到了重要的推动作用。
以下是牛顿的一些重要发明和发现。
1. 圆轨道运动定律：牛顿发现，天体的运动可以用数学公式描述。
他的三大运动定律（惯性定律、力的运动定律和相互作用定律）成为现代物理学的基础。
2. 万有引力定律：牛顿通过数学推导和实验研究，提出了万有引力定律，描述了天体之间的引力作用。
这一发现不仅解释了地球和月球、行星之间的引力，还为后来的天体力学提供了重要的基础。
3. 反射望远镜：牛顿改进了望远镜的设计，将曲面镜取代了凸透镜，从而解决了色差问题，使得望远镜的分辨率和亮度得到显著提高。
4. 分析法和微积分：牛顿在数学方面的贡献也是巨大的。
他发明了分析法，即将物理问题转化为数学问题，并引入微积分的概念，为研究物体的运动和变化提供了强有力的工具。
5. 色光分解：牛顿进行了一系列实验，将光通过三棱镜分解为不同的颜色，并发现白光是由各种颜色的光合成的。
这一发现为光的波动理论和光谱学的发展铺平了道路。
6. 动力学定律：牛顿的力学定律是经典力学的基础。
他提出了力与物体的质量和加速度之间的关系公式，并解释了物体的运动规律。
7. 旋转物体的运动定律：牛顿的运动定律不仅适用于直线运动，还适用于旋转物体的运动。
他发现了角动量守恒定律和角加速度与力矩之间的关系。
8. 光学仪器改进：牛顿改进了显微镜和望远镜的设计。
他发明了牛顿环来观察薄透镜的性质，并使用凸透镜和平面镜组合的设计改进了显微镜的分辨率。
9. 预测天体运动：借助他的运动定律和万有引力定律，牛顿成功预测了彗星的轨道、月球的运动和行星的运动，这些成果极大地推动了天文学的发展。
10. 流体力学：牛顿对流体的运动和物理性质进行了研究，提出了流体力学的基本理论。
他的这些研究对于水力学、空气动力学和船舶工程等领域具有重要意义。
总的来说，牛顿的科学发明和发现涵盖了物理学、数学和天文学等多个领域。
牛顿详细介绍
牛顿详细介绍牛顿（Isaac Newton）是17世纪最重要的科学家之一，他对物理学和数学的贡献被公认为是革命性的。
他的研究和发现奠定了现代科学的基础，特别是在运动力学和万有引力方面。
牛顿在1642年12月25日出生于英国林肯郡的一个农民家庭。
他的父亲去世后，他的母亲再婚，牛顿被送到外祖父母那里抚养。
他在学校表现出色，展现了对科学和数学的天赋。
1661年，他进入剑桥大学三一学院学习，开始了他的科学之旅。
在牛顿的大学时代，他开始对光学感兴趣。
他进行了一系列实验，研究了光的行为。
1666年，他发现了白光经过三棱镜折射后会分解成七种颜色的光谱。
这一发现被称为色散现象，并成为后来光的波动理论和量子力学的重要基础。
除了光学，牛顿还对力学和数学进行了深入研究。
1666年，他开始思考万有引力的问题。
根据传说，当时牛顿正在伦敦郊外的一个果园里散步时，看到一只苹果从树上掉下来。
这一幕启发了他，开始思考为什么苹果会朝着地面掉落，而不是向上飞去。
最终，他得出了万有引力的理论，这一理论成为牛顿力学的基石。
牛顿在1687年发表了他的著作《自然哲学的数学原理》（Principia Mathematica），这是物理学史上的里程碑之一。
在这本书中，他详细介绍了他的运动定律和万有引力定律。
牛顿的三大运动定律被称为惯性定律，描述了物体的运动状态和受力情况。
万有引力定律则解释了物体之间的引力作用，提供了解释行星运动和天体力学的理论。
除了物理学，牛顿还对数学有着重要的贡献。
他发明了微积分学，建立了微积分的基本原理和方法。
他的微积分理论解决了许多数学问题，并为后来的科学研究提供了强大的工具。
牛顿不仅是一位杰出的科学家，还是一位杰出的教育家和数学家。
他在剑桥大学担任教授职务，培养了一代又一代的优秀学生。
他的研究和教育成果影响深远，对整个科学界产生了重大影响。
牛顿在1727年去世，享年84岁。
他的遗产对科学界的影响至今仍然存在。
他的发现和理论不仅改变了我们对物理世界的认识，也为后来的科学家们提供了启发和指导。
牛顿在自然哲学的数学原理一书中主张运用演绎法
牛顿在自然哲学的数学原理一书中主张运用演绎法
《自然哲学的数学原理》是牛顿最著名的著作之一，其中对演绎法的
主张也是其中之一的重要理论。
演绎法是一种推理方法，它基于一个已知
条件的前提，通过逻辑上的推理得出新的结论。
牛顿主张运用演绎法来推导自然科学的原理。
在他看来，自然科学的
发现是建立在精确测量和实验的基础上的，通过观察和实验得出的数据只
能提供关于自然界的描述，而无法提供物理定律的解释。
而演绎法就是用
来解释这些数据的方法。
具体来说，牛顿提出了三条演绎法的原则。
第一，演绎法必须始于既
定的事实和定义，这些事实和定义是不可质疑的，可以用以推导其他结论。
第二，演绎法所得出的结论必须是严密和逻辑上正确的，不能存在矛盾或
疏漏。
第三，演绎法必须是可重复的，可以被其他人在同样的条件下重复
和认可。
正如牛顿所说，“演绎是自然哲学中最重要的方法之一，因为数学和
数学方法是自然哲学中普通语言的形式。
事实上，自然哲学中演绎法给我
们提供了在数学上进行推理和推导的机会”。
演绎法在牛顿的科学体系中扮演了至关重要的角色。
通过运用演绎法，牛顿发现了引力定律、惯性定律和运动定律等基本定律，并利用这些定律
构建了我们现在所熟知的经典力学。
牛顿对数学的贡献
牛顿对数学的贡献
牛顿在数学上的成果主要有四个方面：
1、发现二项式定理：在一六六五年，刚好二十二岁的牛顿发现了二项式定
理，这对于微积分的充分发展是必不可少的一步。
2、创建微积分：牛顿在数学上最卓越的成就是创建微积分。
他超越前人的
功绩在于他将古希腊以来求解无限小问题的各种特殊技巧统一为两类普遍的算法，即微分和积分。
3、引进极坐标，发展三次曲线理论：牛顿对解析几何作出了意义深远的贡献，他是极坐标的创始人。
第一个对高次平面曲线进行广泛的研究。
4、推进方程论，开拓变分法：牛顿在代数方面也作出了经典的贡献，他的《广义算术》大大推动了方程论。
他发现多项式的虚根必定成双出现，求多项式根的上界的规则，他以多项式的系数表示多项式的根n次幂之和公式，给出实多项式虚根个数的限制的笛卡儿符号规则的一个推广。
牛顿的数学成就
艾萨克·牛顿（Isaac Newton,1643-1727名的物理学家、数学家，顿在科学上的主要成就有三个：典力学体系、提出光的性质的理论.牛顿的一些数学成就.一、《流数简论》1666年，来研究切线.他把曲线f (x ,y )=0点的坐标x 、y 是与时间相关的函f (x ，y )=0的切线斜率是x y·，如图1.由于·时间的变化而变化的“流动速度”，为流数，实际上就是x 和y 对t 的导数：x ·而它们的比就是y 对x 的导数.示法是牛顿晚年时才使用的，而符号dydx发明的，图1牛顿首先考虑的问题是：给定x 和y y )=0，求y·x ·，即y 对x 的导数.对f (x ,y )=∑a ij x i y j，他给出下述解法：“程的一端，其和为零.首先，以该项所含x 的次数.然后，以该项所含y 这个方程表示出了速度(流数)表示，则为∑æèççöø÷÷i x ·x +i y ·y a ij x i y j=0它是牛顿用来计算流数之比(即求导则.实际上，这个式子与x ·∂f ∂x +y ·∂f ∂y=0∂f ∂x ∂f ∂y .牛顿是用“无穷小”概念和他发明的二项式定理来证明(1)式的.他认为，作非匀速运动的物体在无穷小时间间隔o 中的运动情况，与作匀速运动的物体在有限时间间隔中的情况相同.牛顿说：“如果到某一时刻，它们已描绘的线段为x 和y ，那么到下一时刻所描绘的线段就是x ＋x 0和y ＋y 0．”牛顿用x ＋x 0和y ＋y 0代替f (x ,y )=0中的x 和y ，于是有∑a ij (x +x ·o )i (y +y ·o )j=0.按二项式展开并略去o 的二次以上(含二次)的项，得∑a ij (ix i -1y j⋅x ·o +jx i ⋅yj -1⋅y ·o )=0.除以o 后便得到(1)式.可把y =x n 写成f (x ，y )=y -x n的形式，由(1)式推出y ·x·=nx n -1.在此基础上，牛顿提出一个反面问题：己知流数比yx·，求y （即把y 表成x 的代数式)．他在研究这一问题的过程中发现了微积分基本定理，即：dAdx =y （2）.其中A 表示曲线y =f (x )以下的面积．从《流数简论》可以看出，他是用如下方法推导这一重要定理的：设y 为曲线f (x )下的面积abc (图2)，并将其平行移动，面积x 和y 随时间而增加的速度是be 和bc .”显然be =1，而bc =f (x ).因此，牛顿认为面积y 随时间的变化率是f (x )，而x ·=1，于是y·x ·=f (x )（3）.这显然等价于(2)式，也就是说函数曲线下面积的变化率等于曲线的纵坐标.他把求积问题看作求变化率的逆过程，即把y 看作f (x )的积分(不定积分)．图2宋丽飞58出原函数，再将上下限分别代入原函数，并取其差．这就是著名的牛顿—莱布尼茨公式，是他与莱布尼茨各自独立发明的．若采用现代数学符号，该公式可表述为：若F(x)是f(x)在区间[a,b]上的一个原函数，则∫a b f(x)d x=F(b)-F(a).有了这个公式，在实际问题中应用极广的定积分计算问题便可转化为求函数问题，所以它是十分重要的．到此为止，牛顿已经建立起比较系统的微积分理论及算法.不过他在概念上仍有不清楚的地方.第一，他的无穷小增量o是不是0？牛顿认为不是.既然这样，运算中为什么可以略去含o的项呢？牛顿没有给出合乎逻辑的论证.第二，牛顿虽然提出变化率的概念，但没有提出一个普遍适用的定义，只是把它想象成“流动的”速度.牛顿自己也认为，他的工作主要是建立有效的计算方法，而不是澄清概念.他对这些方法仅仅作了“简略的说明而不是准确的论证．”牛顿的态度是实事求是的．三、《流数法和无穷级数》(下简称《流数法》)《流数法》是一部内容广泛的微积分专著，是牛顿在数学方面的代表作.在前两部书的基础上，牛顿提出了更加完整的理论．从书中可以看出，牛顿的流数概念已发展到成熟的阶段.他把随时间变化的量，即以时间为自变量的函数称为流量，以字母表的后几个字母v、x、y、z来表示；把流量的变化速度，即变化率称为流数，以表示流量的字母上加点的方法来表示，如x·,y·.以前用的瞬的概念仍然保留，并且仍用o表示．牛顿在提出的“连续”思想以及使一个量小到“比任何一个指定的量都小”的思想是极其深刻的，他正是在这种思想的主导下解决了以下两类基本问题．第一类：已知流量的关系求它们的流数之比，即已知y=f(x)或f(x,y)=0,求y·x·.例如书中的问题1：如果流量x和y之间的关系是x3-ax2+axy-y3=0，求它们的流数之比.牛顿设x，y的瞬分别是x·o,y·o，用x+x·o和y+y·o分别代替方程中的x和y，得(x+x·o)3-a(x+x·o)2+a(x+x·o)(y+y·o)-(y+y·0)3=0.展开后利用x3-ax2+axy-y3=0这一运算性质再把余下的项除以o，得3x2x·+3x x2·o+x3·o2-2ax x·-ax2o+a x·y+a x·y·o+a x·y·-3y2y·-3y y2·o-y3·o2=0至此，牛顿说：“我们已假定o是无限微小，它可以代表流动量的瞬，所以与它相乘的诸项相对于其他诸项来说等于没有，因此我把它们舍掉，得到3x·x2-2ax x·+ax y·+a y·x-3y·y2=0.”从上式易得y·x·= 3x2-2ax+ay3y2-ax.从表面看，这种方法与《流数简论》中的方法一致.所不同的是，在《流数简论》中y·和x·只被看作运动速度，而在这里却表示一般意义的流数.《简论》中求流数之比的基本法则也被牛顿赋予一般的意义.对于y=f(x)型的函数，牛顿用类似方法得出了y·与x·的关系.例如，假定y=x n，牛顿首先建立y+y·o=(x+x·o)n,然后用二项式定理展开右边，消去y=x n，用o除两边的式子，略去仍含o的项，结果为y·=nx n-1x·，即y·x·=nx n-1.当然，在对具体函数微分时，不必采用无穷小法，可直接代入公式．第二类：已知一个含流数的方程，求流量，即积分.牛顿在书中引入了代换积分法（采用现代符号）：设u=φ(x)，则∫f((x))φ′(x)dx=∫f(u)d u（1）.这个公式表明，只要所求的积分可表为（1）左边的形式，则令u=φ(x)，即可化为f(u)对u的积分，积分后再用φ(x)代u就行了.《流数简论》中，牛顿在具体积分中已经采用了这种方法，只是到这时才总结出具体的公式．从《流数简论》及《流数法》两书来看，他推导此式的思路大致如下：设y=∫f(φ(x))φ′(x)d x,则y=∫f(φ(x))φ′(x).（2）由u=φ(x)得u·x·=φ′(x),（3）由(2)(3)得y·u·=y·/x·u·/x·f(φ(x))=f(u),由微积分基本定理，得y=∫f(u)d u，所以∫f(φ(x))φ′(x)d x=∫f(u)d u.牛顿还推出不定积分公式，即∫uv′d x=uv-∫vu′d x.其中u和v都是x的函数.若求∫uv′d x有困难而求∫vu′d x比较容易时，就可利用不定积分公式求积分．至此，牛顿已建立起比较完整的微分和积分算60。
牛顿在数学方面的主要成就
牛顿在数学方面的主要成就牛顿是世界上最伟大的科学家之一，他在数学领域做出了许多重要的贡献。
本文将重点介绍牛顿在数学方面的主要成就。
众所周知，牛顿是微积分的创始人之一。
他发展了微积分的基本原理，并建立了微积分的理论框架。
牛顿提出了求导和积分的基本概念，为后来的数学家和科学家奠定了基础。
他的《自然哲学的数学原理》一书中详细介绍了微积分的原理和应用。
牛顿还发现了牛顿插值法，这是一种用于构造多项式插值函数的方法。
这个方法在数值计算和数据处理中非常重要，可以用来估计函数的未知值，同时也可以用于数据的光滑处理。
牛顿还提出了牛顿迭代法，这是一种用于求解方程的数值方法。
牛顿迭代法通过不断逼近方程的根来得到方程的解，它在工程和科学计算中被广泛应用。
牛顿还对无穷级数做出了重要的贡献。
他研究了幂级数和傅里叶级数，并提出了牛顿-柯西准则，用于判断级数的收敛性。
这些理论对于分析数学的发展起到了重要的推动作用。
牛顿还在代数学中有一系列的成就。
他发展了多项式理论，提出了牛顿恒等式和牛顿多项式。
牛顿恒等式是一组用于计算多项式系数的公式，它在多项式的展开和计算中起到了重要的作用。
牛顿多项式是一种特殊的多项式，具有许多重要的性质，被广泛应用于代数学中。
牛顿还在数论和几何学中做出了一些重要的贡献。
他研究了整数的性质，提出了牛顿分割法，用于计算无理数的近似值。
在几何学中，牛顿提出了牛顿法线和牛顿环等概念，为几何学的研究提供了新的思路。
总的来说，牛顿在数学领域取得了巨大的成就。
他的微积分理论为现代数学的发展奠定了基础，他的数值计算方法和代数学理论也对数学的应用产生了重要的影响。
牛顿的贡献不仅体现在他的理论成果中，更体现在他对数学思维的深刻洞察和方法的创新上。
他的成就不仅对数学学科产生了深远的影响，也对其他科学领域的发展产生了重要的推动作用。
牛顿著名的发明
牛顿著名的发明
牛顿的发明和贡献主要是在物理学、数学和天文学等领域，他的成就包括但不限于：
1.万有引力定律：发现物体之间存在的万有引力，并用数学公式描述了其作用规律，从而建立了现代物理学的基石。
2.运动定律：提出物体的运动状态是由作用在物体上的力决定的，并建立了运动定律，为现代力学奠定了基础。
3.反射望返镜：发明了反射望返镜，将光线反射的规律与数学公式描述了出来。
4.球面镜片：发明了球面镜片，为望远镜的发明和现代光学技术的发展打下了基础。
5.微积分：发明微积分学，为解决自然科学中的问题提供了重要工具。
6.光的波动理论：提出光是一种波动，为解释光的性质提供了新的理论。
7.行星运动的理论：提出了行星运动的理论，为解释天体运动提供了新的方法。
总之，牛顿是一个多才多艺、具有广泛学识和深刻思想的天才科学家，他的成就对现代科学和技术的发展有着深远的影响。
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牛顿的观点
艾萨克-牛顿创立了经典力学，他认为空间与身体是不同的，时间的流逝是均匀的，与世界上是否发生了任何事情无关。
出于这个原因，他谈到了绝对空间和绝对时间，以便将这些实体与我们测量它们的各种方式（他称之为相对空间和相对时间）区分开。
从古代到十八世纪，否认空间和时间是真实实体的相反观点认为，世界必然是一个物质集合体。
关于空间，他们认为空的概念是一种概念上的不可能。
空间只不过是一个抽象概念，我们用它来比较构成质体的不同安排。
关于时间，他们坚持认为，没有变化的地方就不可能有时间的流逝。
时间只是对世界内部变化周期的一种衡量。
与这些关于空间和时间的本体论地位的问题相关的是真正运动的性质问题。
牛顿将一个物体的真正运动定义为它在绝对空间的运动。
那些在牛顿之前或之后不久拒绝空间的真实性的人，不一定否认有一个关于任何特定物体的真实运动状态的事实存在。
他们认为，真正运动的概念可以从相对运动的具体细节或其原因方面进行分析。
这样做的困难对牛顿来说构成了绝对空间存在的有力论据。
在最近的文献中，牛顿关于空间和时间的本体论的论点被称为实体主义，与关系主义相对。
不过，牛顿并没有把空间和时间视为真正的物质（就像典型的身体和思想一样），而是视为真实的实体，有其自身的存在方式，这是上帝的存在（更具体地说，他的无所不在和永恒性）所必需的。
今天，牛顿最著名的是作为一名物理学家，他最大的贡献是在他的《自然哲学原理》中提出了经典力学和引力理论，该书首次出版于1687年，现在通常被简单称为 "牛顿原理"。
牛顿关于空间、时间和运动的观点不仅为这部巨著提供了运动学基础，从而为整个古典物理学提供了基础，直到20世纪初，而且在牛顿的一般哲学和神学体系中也发挥了不可或缺的作用。
由于牛顿从未起草过关于这一总体体系的论文，甚至是摘要，他作为17世纪，甚至是所有时代的伟大哲学家之一的地位不再受到广泛重视。
在《原理》的开头，插在 "定义 "和 "运动定律 "之间的 "学说"，阐述了牛顿对时间、空间、地点和运动的看法。
自然哲学的数学原理是谁发表的著作
自然哲学的数学原理是谁发表的著作
自然哲学的数学原理是由英国物理学家、数学家、天文学家牛顿所提出的。
牛顿创作了著名的《自然哲学的数学原理》一书，这部作品被认为是科学史上最具影响力的著作之一。
在《自然哲学的数学原理》中，牛顿系统地阐述了他著名的三大运动定律，也即著名的牛顿运动定律。
这些定律成为了经典力学的基石，为后世科学家提供了重要的启示。
牛顿将天体运动的规律与数学原理相结合，奠定了现代物理学的基础。
在这部著作中，牛顿还提出了他的万有引力定律，描述了引力是如何根据质量和距离的关系来作用的。
这一定律解释了行星运动和其他宇宙现象的重要原理，成为了后世天文学和宇宙学研究的基础。
除了力学和引力理论，牛顿在《自然哲学的数学原理》中还涉及了光学和色谱学等领域。
他提出了光的波动理论，并通过实验证明了白光可以被分解为不同颜色的光谱。
这一理论对后世光学研究起到了重要的启示作用。
总的来说，《自然哲学的数学原理》标志着科学思想从古代哲学向现代自然科学的转变，奠定了近代物理学、数学和天文学的基础。
牛顿通过这部著作将数学、物理学和哲学结合起来，创立了科学方法论的新范式，影响了整个科学史的发展方向。
牛顿在科学上的成果
牛顿是一位杰出的英国物理学家、数学家和天文学家，他在科学领域做出了卓越的贡献。
以下是牛顿在科学上的主要成果：1. 牛顿运动定律：牛顿提出了经典力学体系，包括牛顿运动定律和万有引力定律。
这些定律解释了物体在重力、摩擦力和其他力作用下的运动规律，成为物理学的基础。
2. 光学研究：牛顿研究了光的反射、折射和颜色原理，发现了色散现象，并提出了光谱的概念。
他还发明了反射式望远镜，对天文学的发展做出了贡献。
3. 数学成就：牛顿在数学领域做出了许多重要的贡献，包括微积分理论的完善和应用数学的其他领域。
他的著作《自然哲学的数学原理》系统地阐述了他的数学思想，对数学的发展产生了深远的影响。
4. 力学和天文学的交叉研究：牛顿在力学和天文学的交叉领域做出了许多贡献，包括行星运动轨道的计算和彗星的运动规律研究。
他的万有引力定律为天文学的研究提供了重要的理论基础。
5. 磁学和电学的研究：牛顿在磁学和电学领域也做出了许多贡献，包括对静电和静磁现象的描述和解释。
他的研究成果为后来的电磁学的发展奠定了基础。
6. 发明和发现：牛顿在科学实验和发明方面也有许多贡献，包括改进了反射式望远镜、发现了新的化学元素、发明了光学仪器等。
7. 对后世的影响：牛顿的科学成果对后世科学家和思想家产生了深远的影响。
他的经典力学体系奠定了物理学的基础，微积分理论推动了数学的进步，万有引力定律为天文学的发展提供了重要的理论基础。
他的研究成果启发了许多后来的科学家，如爱因斯坦、霍金等，他们的研究工作也与牛顿的研究成果有着密切的联系。
总之，牛顿在科学上的贡献堪称卓越，他的经典力学体系、光学研究、数学成就、力学和天文学的交叉研究、磁学和电学的研究等方面都取得了重要的成果。
他的研究成果不仅对当时的科学发展产生了重要影响，也对后来的科学发展产生了深远的影响。
牛顿的数学理论
牛顿的数学理论
艾伦·牛顿（1642-1727）是英国数学家、物理学家、天文学家和哲学家，他
是现代科学的奠基人之一。
他的最重要的贡献是牛顿力学，它是现代物理学的基础。
牛顿的最重要的贡献是他的三大定律，即牛顿第一定律、牛顿第二定律和牛顿
第三定律。
牛顿第一定律，也称为牛顿定律，规定物体在没有外力作用时保持其相对静止或匀速直线运动，即物体的运动状态不会改变，这也是物理学中的动量守恒定律。
牛顿第二定律规定，物体受到外力作用时，其加速度与外力成正比，即力等于质量乘以加速度，这也是物理学中的动量定律。
牛顿第三定律规定，物体之间存在着相互作用的力，即施加力的物体会受到反作用力，这也是物理学中的力的对称性定律。
牛顿的力学理论极大地推动了科学的发展，它为科学家们提供了一个系统的框架，用于研究物体的运动和变化。
牛顿的力学理论也为现代物理学奠定了基础，为科学家们提供了一个可以探索物理现象的框架。
牛顿的力学理论不仅推动了科学的发展，而且也改变了人们对自然界的认识。
牛顿的力学理论提出了一种新的观点，即自然界是由一系列可以被精确描述的定律控制的，这种观点极大地改变了人们对自然界的认识，也为科学家们提供了一个可以探索自然界的框架。
艾伦·牛顿的力学理论是现代科学的基础，它不仅推动了科学的发展，而且也
改变了人们对自然界的认识。
牛顿的力学理论为科学家们提供了一个可以探索物理现象和自然界的框架，它也为现代科学的发展奠定了基础。
物理家,数学家——牛顿
三大基本守恒定律
• 动量守恒定律和能量守恒定律以及角动量 守恒定律一起成为现代物理学中的三大基 本守恒定律。最初它们是牛顿定律的推论， 但后来发现它们的适用范围远远广于牛顿 定律，是比牛顿定律更基础的物理规律， 是时空性质的反映。
动量守恒定律
• 一个系统不受外力或所受外力之和为零，这个 系统的总动量保持不变，这个结论叫做动量守 恒定律。
刻着：让人们欢呼这样一位多么伟大的人 类荣耀曾经在世界上存在。
物理家，数学家——牛顿
1643年1月4日—1727年3月31日 英国
万有引力定律
• 万有引力，全称为“万有引力定律”（law of universal gravitation），为物体间相互作 用的一条定律，1687年为牛顿所发现。任 何物体之间都有相互吸引力，这个力的大 小与各个物体的质量成正比例，而与它们 之间的距离的平方成反比。如果用m1、m2 表示两个物体的质量，r表示它们间的距离， 则物体间相互吸引力为F=（Gm1m2）/r²，G 称为万有引力常数也可简称为引力常数。
少年时代
• 1648年，牛顿被送去读书。少年时的牛顿并不是神童， 他成绩一般，但他喜欢读书，喜欢看一些介绍各种简单 机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手 制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯 等等。
• 传说小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己制造了一架 磨坊的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后 在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不 可及的位置。老鼠想吃玉米，就不断地跑动，于是轮子 不停地转动；又一次他放风筝时，在绳子上悬挂着小灯， 夜间村人看去惊疑是彗星出现；他还制造了一个小水钟。 每天早晨，小水钟会自动滴水到他的脸上，催他起床。 他还喜欢绘画、雕刻，尤其喜欢刻日晷，家里墙角、窗 台上到处安放着他刻画的日晷，用以验看日影的移动。
牛顿的科学方法和科学方法论
牛顿的科学方法和科学方法论牛顿是近代自然科学史上最伟大的科学家.他在自然科学的许多学科都做出了划时代的贡献.正如恩格斯所说：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的夭文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学.”牛顿之所以伟大不仅在于他作出了许多重大的科学发现和解决了许多具体的科学问题，还在于他作出这些发现和解决问题时采取了先进的方式、方法.正是这些方式、方法使得牛顿的科学理论十分富有成效，“直到19世纪末，它一直是理论物理学领域中每一个工作者的纲领”，他的科学方法指导了以后两个世纪物理学的研究.他在科学研究中创造性地运用了多种科学方法，从而为科学方法的应用和进一步发展开辟了平坦的道路.研究牛顿的科学方法和科学方法论无疑是具有十分重要意义的工作.一、实验方法与抽象方法实验方法是科学研究的基本方法.它既是获得经验知识，为科学理论的建立提供原始资料的途径和方法，同时也是检验科学理论和假说的重要途径和手段，牛顿对于实验十分重视.在他的着作中反复强调了实验和观察的重要性，他坚持认为自然哲学家（科学家）要把他的概括建立在对现象的仔细考察的基础上.他指出：“虽然用归纳法来从实验和观察中进行论证不能算是普遍的结论，但它是事物的本性所许可的最好论证方法.”牛顿还进一步指出: “我所以相信我提出的理论是对的，不是由于它来自这样一种推论，因为它不能别样而只能这样，也就是说，不仅仅由于驳倒了与它们相反的假设，而是因为它是从得出肯定而直接的结论的一些实验中推导出来的.所以考察它的方法，就在于考虑我所提出的实验是否确定了这个理论中应用了这些实验的那些部分，或者是去进行理论自身的验证而提出其他实验.”可见牛顿是相当重视科学实验的，他把它作为科学研究的最基本方法之一.牛顿的科学研究是以实验为基础的.他历来十分注意科学观察和实验.他曾制造过风筝、风东、日文和漏壶，还研磨过棱镜.他还设计了许多精巧的实验装置和仪器.例如他设计和制造了第一个反射望远镜.他们做过许多出色的科学实验，如色散实验和干涉实验等.他的一些重大成果是与实验密切相关的.牛顿进行的科学实验有不少是研究探索性的，但更多的是验证性实验.除了他个人的实验和观察外，他十分注意从前人和其他科学家的实验和观察来获得大量的经验和证据.这样就使他的理论是建立在更加广泛的实验的基础之上的.牛顿建立力学理论，提出一般原理时，仅仅应用实验法是不够的.用实验方法还不能使牛顿提出力学三大定律.他还应用了抽象方法，例如第一定律指出：”每个物体继续保持其静止或沿一直线运动的状态，除非有力加于其上迫使改变这种状态.”这里所描述的是物体不受外力作用下的状态.一般来说，观察一个物体的运动要有一个观察者或某种观察记录仪器，但是任何物体之间都是存在着引力作用的.一个被观察的物体是不可能不受外力的作用.其实惯性定律是通过对物体运动作出的抽象而建立的.科学抽象也是牛顿进行科学研究的一种基本方法.在牛顿力学中有不少概念和原理的提出是与应用抽象方法分不开的.牛顿绝对空间、绝对时间的概念也是抽象的结果.牛顿引力理论的建立同样离不开抽象方法的运用.引力定律是在刻卜勒定律基础上进行高层抽象的结果.作为低层抽象的刻卜勒定律是描述性的经验定律，而作为高层抽象的万有引力定律是解释性的原理.理想化是科学抽象的一种形式.理想化方法是用理想的客体代替实在的客体进行科学研究的一种重要方法.运用这一方法能够大大的简化研究对象，有利于逻辑推理和发现事物的规律.牛顿在力学研究中运用了这种方法.实际上惯性定律的提出就应用了这一方法，它是在考察假想、纯化形态下物体的运动规律时得到的.引力定律实际上也是一个“理想模型”.在引力问题的研究中，牛顿实际上已运用了“质点”这一理想化的概念.虽然牛顿在他的着作中没有强调抽象方法.但他在科学研究中却多次应用了这种方法，他对许多问题的归纳概括也包含着大量的科学抽象.抽象方法的应用补充了牛顿实验研究的不足.二、归纳方法与演绎方法归纳与演绎都是科学研究的重要方法.前者是由个别到一般的思的和推理方法，后者是由一般到个别的思维和推理方法.归纳和演绎是丰顿进行科学研究的两种主要方法.他十分重视归纳的作用，在他的新作中反复强调过归纳方法，他说：“在实验学上，一切定理均由现象推得，用归纳法推广之，物体之不可透性、可动性、撞击性以及运动与五日之定律，均是如此得来.” 他指出：“实验科学只能从现象出发，并且只能用归纳来从这些现象中推演出一般命题.”可见牛顿十分知机归纳的方法.但是能否由此就可说牛顿只重视归纳的作用而忽视演际的作用呢？答案是否定的.只要我们仔细考察一下牛顿的着作特别是《原理》这部具有代表性巨着，就不难发现牛顿力学是一个演绎系统，而不是一个归纳系统.虽然牛顿在科学研究中广泛应用了归纳方法，但他建立的理论体系是主要以演绎法来完成的.其实，牛顿也是十分强调演绎的作用的，这主要体现在他对数学方法的多次强调上，数学方法本身就是具有演绎性质的方法.在科学研究中归纳和演绎不是截然分开的，而是互相补充的.任何一门理论自然科学都不是单用归纳或单用演绎得出的.没有归纳，实验中所获得经验材料就不能上升到理论；没有演绎，理论就不能成为严谨的，系统的理论.但是归纳和演绎在科学发展和科学研究的不同阶段的作用是不同的.归纳是科学研究中初步的、却是最基本的方法，是理论研究的基础.因此在以收集材料为主要阶段时，科学主要运用的是归纳法.当科学发展到理论科学阶段，则要更多地运用演绎方法.在牛顿时期，力学已经进入到理论科学的发展阶段.因此牛顿要全面地、系统地研究力学，就不能停留在归纳阶段，必须要进入演绎阶段，并以演绎为主要方法.可以说在牛顿的力学研究中，演绎方法是更主要的方法.归纳方法与演绎方法分别是牛顿进行科学研究的两个过程一一分析和综合过程一一的核心方法.这使牛顿的归纳和演绎具有自己的特色.牛顿演绎得出的推断往往超出原来归纳结论的价值.由于归纳只是分析过程中的一种方法，所以它往往是与其他方法共同应用的，在归纳的过程中一般也渗透着其他方法的运用.同样，演绎的过程也往往包含其他一些方法的应用过程.而且归纳和演绎有时也是交织在一起的.三、分析研究与综合研究牛顿在他的《光学》一书的结尾部分较全面地阐述了自己关于科学方法的观点.他是这样论述的：“在自然科学里，应该像数学里一样，在研究困难事物时，总是应当先用分析的方法，然后才用综合的方法.这种分析方法包括做实验和观察，用归纳法从中作出普遍结论，并且不使这些结论遭到异议，除非这些异议来自实验或其他可靠的真理方面.因为在实验哲学中是不应该考虑什么假说的.虽然用归纳法从实验和观察中进行论证不能算是普遍的结论，但它是事物的本性所许可的最好的论证方法，并且随着归纳的愈为普遍，这种论证也愈为有力.如果在许多现象中没有出现例外，那么可以说，结论就是普遍的.但是如果以后在任何时候从实验中发现例外，那时就可以说明有这样或那样的例外存在.用这样的分析方法，我们就可以从复合物论证到它们的成分，从运动到产生运动的力，一般地说，从结果到原因，从特殊原因到普遍原因一直论证到最普遍的原因为止.这就是分析的方法，而综合的方法则假定原因已经找到，并且已把它们立为原理，再用这些原理去解释它们发生的现象，并证明这些解释的正确性.”这里我们可以看到牛顿的“分析”与“综合”既是科学研究的两种方法，同时也是科学研究的两个过程.作为方法，分析和综合都有整体性、一般性方法的功能.作为过程，分析与综合的结合与统一，反映了科学研究的一种重要程序.牛顿的分析和综合方法在光学中的应用使他获得了成果.他指出：“我用了这种分析方法，从光线的可折射性、可反射性、颜色和它们交过的一阵容易反射和一阵容易透射的淬发，以及决定它们的反射和颜色的那些透明和不透明物体的性质中，来发现并证明它们的原的差异.而这些发现经过证明以后，可以作为解释由它们产生现象的综合方法.”牛顿关于色散的研究就是运用这两种方法，特别是运用分析方法的典型例子.在开始的实验（单棱镜实验）中，牛顿先使太阳光穿过一个棱镜，把光线折射到暗室墙上，他“惊异地发现它们是长形的”光微牛顿首先运用了分析方法得出结论即阳光是由颜色不同的光线组成，棱镜使每种颜色的光通过某个特别的角度发生折射.提出阳光是由不同折射性质的光线组成这一结论后，牛顿应用综合方法推演出进一步的结论.牛顿认为如果他的结论正确的话，那么穿过核化的某种颜色的光就应该使光束通过颜色特有的角度发生偏转，而不会使光分解成别的颜色.这样终于把他“引导到这样一个有判决性的实验上来.”即使这个光谱的一个小光带的光穿过第二个棱镜（双棱镜实验）从而证实了他的推论.这样就探索到了那个像之所以会变长的真正原因，不过是由于不同颜色光的折射率不同所造成.在此基础上牛顿进一步确立了他的光和颜色的理论.牛顿在《原理》一书中声称他的运动三定律和万有引力定律都是用分析与综合方法发现的.由此可知，分析与综合是牛顿科学方法与方法论的精华.作为科学研究的过程，分析与综合是牛顿进行科学研究的不同阶段.曾帮助牛顿进行《原理》第二版准备工作的数学家R•科茨在为该书所作的序中讨论了当时的科学方法.在讨论牛顿的分析法与综合法时指出：“从一些特选的现象，经过分析，他们导出了自然界的各种力以及这些力所遵循的比较简单的规律，这是研究哲学时无与伦比的最好方法.”这说明牛顿的科学研究一般来说先经过分析过程，然后进入综合过程.在分析过程中，从现象出发，通过观察和实验得出结论，然后经过归纳、类比和抽象获得一般性原理.在综合过程中通过演绎、公理化、理想化等方法推出新的结论和原理，然后对现象进一步进行解释，并对原理进行验证.分析研究和综合研究都是运用多种科学方法的过程.我们前面论及的观察法、实验法、归纳法及抽象法都是分析研究中经常应用的方法.此外，类比方法也是牛顿在分析研究中广泛应用的一种方法.牛顿在光学研究中曾通过声音现象与光现象的类比分析对光和颜色进行了大量的研究，牛顿的光色混合理论的提出与类比法的应用直接相关.尽管类比法的应用不像牛顿对实验法、归纳法的应用那样成功，但对他的科学研究工作也起了一定的促进作用，演绎法、公理化方法和理想化方法是综合研究的主要方法.其中，公理法的应用是创造性的，也是牛顿对科学方法发展的独特贡献，归纳方法与演绎方法在分析与综合过程中起着重要作用.归纳方法是牛顿6R过程的核心方法，没有这一方法分析研究就无法进行，同样，演绎方法又是综合研究的核心方法.数学方法在两个过程中都要应用，无论是分析研究还是综合研究都离不开数学方法.分析研究在提出原理、发现规律方面经常起着主要作用.在牛顿的力学研究中，综合研究占主导地位，在光学研究中则分析研究占主导地位，这与当时光学没有达到力学那样高的发展阶段有很大关系.分析研究和综合研究是牛顿进行科学研究不可缺少的两种方法和两个过程.正是由于分析与综合的相互作用和有机统一，使得牛顿的科学方法变得十分有效，成为牛顿实现近代科学史上第一次理论综合、做出伟大贡献的主要原因之一.四、数学方法和公理化方法数学的重要特点是具有高度的概括性和抽象性.数学作为科学方法，生动地表现了思维与存在、主观与客观的同一性.数学方法有普遍的适用性.牛顿在科学研究中高度运用了数学方法.数学方法渗透在牛顿科学研究的全部过程之中，成为他表达科学概念和科学理论必不可少的重要形式和手段.对于数学方法，牛顿是相当重视的.在为《原理》第一版写的序中，牛顿一开始就指出：“由于古人认为研究自然事物时力学最为重要，而今人则舍弃其实体形状和隐蔽性质而力图以数学定律说明自然现象，因此我在本书中也致力于用数学来探讨有关的问题.”可见，牛顿把教学方法运用于整个力学研究的各个方面和全过程之中.牛顿并没有把数学和力学严格区分开来，他认为“几何学是建立在力学的实践之上的，它无非是普通力学的一部分，能精确地提出并论证测量的方法”.牛顿把几何学看作力学的一部分，并把几何学的演绎方法应用于进个力学的研究之中.《原理》一书主要是按照欧几里得式的演绎法展开的.他把前人和自己的成果用公理化方法组成了一个有机鳖体.构造了经典力学的理论体系.牛顿与伽利略、笛卡尔一样都是以数学家的身份去探自然的，无论在一般方法上或是具体方法上都是如此.数学方法在牛顿的整个科学研究中起着十分重要的作用.在牛顿的着作中，科学原理和定律采用简明的数学公式处处皆是.牛顿把他的力学着作命名为《自然哲学的原理》决不是偶然的.从万有引力理论的建立过程更可以清楚地看到牛顿对数学方法的运用程度.正是由于高度应用了数学方法使他解决了其他人所没有解决的问题.着名物理学家劳厄在谈到牛顿对数学方法的应用时指出: “没有任何东西像牛顿对行星轨道的计算那样如此有力地树立起人们对年轻的物理学的尊敬.从此以后，这门自然科学成了巨大的精神王国，没有任何权威可以忽视它而不受惩罚.”牛顿对数学方法的应用，对以后科学的发展产生了极大的影响，使数学方法在科学研究中的应用日益广泛.牛顿在建立经典力学的同时还创立了一套新的数学方法一一微积分方法，他还创立了许多具体的数学方法，在数学上做出了划时代的贡献.牛顿与莱布尼兹相比，牛顿没有详细建立微积分的规范、法则和公式系统，但是他的宏伟的微积分应用不仅证明了它的价值，而且远远超过了莱布尼兹的工作，刺激并决定了几乎整个世纪数学分析的方向.牛顿的工作一方面推动了数学的向前发展，另一方面为数学方法在科学中的应用开辟了前进的道路.牛顿在力学中对公理化方法的成功应用是他高度运用数学方法的结果.牛顿力学是用公理化方法建立起来的演绎系统，《原理》一书是运用公理化方法的结晶.正如物理学家海森堡所说：“牛顿帕然哲学的数学原理》一书从一组定义和公理开始，这些定义和公理是这样内在地联系在一起，以致它们构成了人们可称为‘闭合系统’的一组东西，每一个概念能够用一个数学符号表示，而不同概念之间的联系可以用数学符号的数学方程来表示.系统的数学映像保证系统中不出现矛盾.这样，物体在作用力的影响下可能产生的运动就由方程的可能解所表示.”考察《原理》一书的结构，我们可以看到这是一部《几何原本》式的公理化演绎系统.在该书的最前面有“说明”和“运动之基本定理或定律”两部分.前一部分提出了八条定义，规定了质量、动量，惯性、力和向心力等基本概念，第二部分提出了三条公理，也就是着名的力学三定律.后边又给出了六条“系”（即推论），也就是直接推出的定理.以下又分三编讲力学的基本理论和数学形式，其中包括微积分思想和万有引力定律.第二编主要讲流体力学问题.第三编主要讲将第一编的理论应用于太阳系来解决一些具体问题.每编又有许多章，各章大都以一些定理和问题开始，接下去常常也有一大串“系”从全书的结构来分析，可以清楚地看出是一部公理化演绎系统.进一步考察牛顿的公理化体系，可以发现牛顿的公理化方法有三个阶段.牛顿对力学理论的系统阐述就是按这样的阶段展开的.第一个阶段是建立一个公理系统，它是通过演绎组织起来的一组赵义.公理和定理.公理是不能从这一系统内的其它命题推演出来的，而定理是这些公理演绎的结果.第二个阶段是把公理系统中的定理与观察相联系，即把系统与物理世界中的事件联系起来.第三个阶段就是进一步验证和解释公理化体系中的演绎结果.牛顿强调把一个公理系统与它的实际应用相区分，这是他对科学方法论的一个重要贡献.牛顿的工作使公理化方法成为科学知识演绎系统化的一种重要方法.牛顿本人运用这一方法在他的力学公理系统与天体运动以及地上物体运动之间确立了广泛的一致关系，使这些运动得到了科学的解释.牛顿对公理化方法的应用使力学理论提高到了一个新的阶段，他不但建立了一个比较严格的理论体系，而且也为力学的进一步发展和完谷打下了基础.后来的物理学家多数按照这一方法进行工作的，经典力学的各分支领域基本都是应用这方法建立的.许多人运用更严格的公理化方法进行了重建经典力学理论的工作.牟闹对公理化方法的成功运用使这一数学中的方法发展成为物理学申的正要方法.《原理》》一书是在《几何原本》一书的示范下，运用公司化方法的结晶，《原理》一书的完成放大了这种示范作用，使公理化成为自然科学理论系统化的一种有效方法.牛顿以后的许多科学理论的成立部运用了公理化方法，如热力学、电磁学的理论系统化就应用了这一方法.五、关于牛顿对假说的论述在牛顿的着作中多次提到了“假说”一词，并且声称:“我们应当力戒去考虑假说.”他还指出：“在实验哲学中没有它们的地位.”有许多人因此得出结论：牛顿排斥假说，把归纳论证同假说完全对立了起来.我们认为在评价牛顿的这些观点时，首先应该搞清楚牛顿所说的“假说”一词的含义.牛顿对他反对的“假说”有过解释：“我这里所说的‘假说'一词，仅仅是指这样一种命题，它既不是现象，也不是从任何现象中推论出来，而是一个没有任何实验证明的臆断或猜测.”可见，牛顿当时所反对的假说与我们现在科学方法论中的假说是不相同的，他所反对的是主要没有根据的主观臆断.实际上，牛顿并不一概反对假说，曾经指出；“因为进行哲学研究的最好和最可靠的方法，看来第一是，勤恳地去探索事物的属性，并用实验来证明这些属性，然后进而建立一些假说，用以解释这些本身.因为假说只应该用于解释事物的一些属性，而不能用以决定它们，除非它们能为之提供一些实验.”牛顿的方法是在通过实验发现事物的某些属性的基础上建立假说.在这种思想的指导下，牛顿也指出一些假说，这特别反映在光学的研究之中.从现在的科学方法理论看，牛顿实际上运用了许多科学假说，如他在建立力学理论过程中运用过不少假说，在他的理论中也包含有一些假说性质的内容.但是牛顿坚持反对把他们已确立的理论体系中的任何内容称之为假说，牛顿在《光学》一书中一开始就指出：“在本书中，我不准备用假说来解释光的属性，而是用理智和实验来提出和证明它们.”只是对一些真理性还很不清楚的问题，牛顿才明确运用假说进行说明，如他对光一些性质提出的假说，还考虑过以大介质产生万有引力的假说，主要是为了把已经确证的理论与假说区分开来.如果我们认识到牛顿所说的“假说”一词在不同情况下含义有所不同，同时考虑到牛顿对假说的理解和运用与现代方法也不尽相同的话，就不能认为牛顿没有认识到假说在科学研究中的作用，也不能认为牛顿把归纳论证同假说对立了起来.当然，我们也应看到，牛顿对假说的论述存在着一些问题，他没有把以一定的科学知识与可靠的事实资料为基础建立的假说与那种任意性的臆断严格区别开来，因此他对假说概念的运用存在着混乱.由于哲学思想的局限性，牛顿不可能对体现在科学假说中的科学性与假定性之间的辩证统一关系有深刻的认识，因此他也不可能对科学假说的作用和功能有全面的认识.六、研究自然的指导法则在《原理》第二篇的一开始，牛顿提出了自然哲学的四条推理法则，表明了他研究自然的思想观点和思想方法.这四条法则也可以说是关于自然界统一性和一致性的法则，四条法则的内容是：。
艾萨克.牛顿
艾萨克•牛顿艾萨克•牛顿爵士，英国皇家学会会员，（SirIsaacNewtonFRS，1643年1月4日－1727年3月31日是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。
他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里，对万有引力和三大运动定律进行了描述。
这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。
他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律；从而消除了对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。
在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理。
在光学上，他发明了反射式望远镜，并基于对三稜镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色的理论。
他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。
在数学上，牛顿与戈特弗里德•莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。
他也证明了广义二项式定理，提出了“牛顿法”以趋近函数的零点，并为幂级数的研究作出了贡献。
在2005年，皇家学会进行了一场“谁是科学史上最有影响力的人”的民意调查中，牛顿被认为比阿尔伯特•爱因斯坦更具影响力。
早年生活按照现代的历法，1643年1月4日，艾萨克•牛顿出生于英格兰林肯郡乡下的一个小村落埃尔斯索普村的埃尔斯索普庄园。
在牛顿出生之时，英格兰并没有采用教皇的最新历法，因此他的生日被记载为1642年的圣诞节。
牛顿出生前三个月，他同样名为艾萨克的父亲才刚去世。
由于早产的缘故，新生的牛顿十分瘦小；据传闻，他的母亲汉娜•艾斯库（Hannah Ayscough）曾说过，牛顿刚出生时小得可以把他装进一夸脱的马克杯中。
当牛顿3岁时，他的母亲改嫁并住进了新丈夫巴纳巴斯•史密斯（Barnabus Smith）牧师的家，而把牛顿托付给了他的外祖母玛杰里•艾斯库（Margery Ayscough）。
年幼的牛顿不喜欢他的继父，并因母亲嫁给他的事而对母亲持有一些敌意，牛顿甚至曾经“威胁我那姓史密斯的父母亲，要把他们连同房子一齐烧掉……”据《大数学家》（Men of Mathematics，E•T•贝尔（E.T. Bell）着）和《数学史介绍》（An introduction to the history of mathematics，H•伊夫斯（H. Eves）着）两书记载：“牛顿在乡村学校开始学校教育的生活，后来被送到了格兰瑟姆的国王中学，并成为了该校最出色的学生。
伟大的科学家牛顿提出了哪三大力学定律
伟大的科学家牛顿提出了哪三大力学定律伟大的科学家牛顿提出了三大力学定律伟大的科学家艾萨克·牛顿被公认为物理学和数学领域最具影响力的人物之一。
在他的学术生涯中，他提出了一系列的理论和定律，其中最著名的要属他的三大力学定律。
这三大定律对于我们理解物体运动的规律和研究力学非常重要。
在本文中，我们将详细探讨这三大力学定律以及它们对现代科学的巨大影响。
1. 牛顿第一定律-惯性定律牛顿第一定律也被称为惯性定律，它是力学中最基础的定律之一。
牛顿第一定律的表述为“一个物体在受力作用下，如果没有外力作用，将保持静止或匀速直线运动的状态。
”这意味着一个物体会保持其运动状态，无论是静止还是匀速直线运动，除非有外力施加在它上面。
换言之，物体具有惯性，它们不会主动改变它们的状态。
惯性定律在科学研究和工程设计中至关重要。
例如，在建筑设计中，工程师必须考虑自然力和重力对建筑物的影响，以确保其在各种条件下的稳定性。
此外，在航天工程中，工程师必须充分利用惯性定律来导航和控制飞行器的运动。
2. 牛顿第二定律-动量定律牛顿第二定律是牛顿力学中最为人熟知的定律之一。
它描述了物体的力学行为和其运动状态之间的关系。
牛顿第二定律的数学表达式为“力等于物体质量乘以加速度”，即F=ma。
这个定律指出，一个物体所受的合力等于其质量乘以加速度。
换句话说，物体的加速度与作用在它上面的力成正比，并与物体的质量成反比。
这个定律为我们提供了计算物体运动的基本工具。
动量定律在现代科学和工程领域广泛应用。
例如，应用牛顿第二定律，我们可以计算一个火箭的推力，从而推断它的运动速度。
此外，在汽车工程中，我们可以使用动量定律来优化车辆的性能，改善安全性能。
3. 牛顿第三定律-作用-反作用定律牛顿第三定律，也称为作用-反作用定律，是力学中的另一个基本定律。
这个定律阐述了力的相互作用方式，表明任何一对物体之间的作用力和反作用力是大小相等、方向相反的。
简单来说，牛顿第三定律告诉我们，对于任何对作用于物体的力，该物体会给予施加力同样大小但方向相反的反作用力。
著名的牛顿力学三定律、万有引力及牛顿的微积分成果都载于《自然哲学的数学原理》
著名的牛顿力学三定律,万有引力及牛顿的微积分成果都载于《自然哲学的数学原理》牛顿三大定律指的是牛顿第一运动定律、牛顿第二定律、牛顿第三运动定律。
其中第一定律说明了力的含义：力是改变物体运动状态的原因；第二定律指出了力的作用效果：力使物体获得加速度；第三定律揭示出力的本质：力是物体间的相互作用。
牛顿运动定律中的各定律互相独立，且内在逻辑符合自洽一致性。
其适用范围是经典力学范围，适用条件是质点、惯性参考系以及宏观、低速运动问题。
牛顿运动定律阐释了牛顿力学的完整体系，阐述了经典力学中基本的运动规律，在各领域上应用广泛。
牛顿第一运动定律简介：牛顿第一运动定律，简称牛顿第一定律，又称惯性定律、惰性定律。
常见的表述为：任何物体都要保持匀速直线运动或静止状态，直到外力迫使它改变运动状态为止。
1687年，英国物理学家牛顿在巨著《自然哲学的数学原理》中提出了三个定律，即著名的牛顿三大定律，这三大定律构成了牛顿力学的基石。
其中，牛顿第一运动定律就是其中的第一条。
牛顿第一定律是一条重要的力学定律，它给出的惯性系，是牛顿质点力学体系中不可缺少的基本概念。
牛顿第一运动定律适用范围：牛顿第一定律只适用于惯性参考系。
惯性参考系中，在质点不受外力作用时，能够判断出质点静止或作匀速直线运动。
牛顿第一定律在有加速度的非惯性参考系中是不适用，因为不受外力的物体，在非惯性参考系中也可能具有加速度，这与牛顿第一定律相悖。
非惯性系中，要用非惯性系中的力学方程解力学问题。
牛顿第一运动定律影响：1、牛顿第一定律给出了一个没有加速度的参考系—惯性系，使人们对物理问题的研究和物理量的测量有了实际意义，从而使它成为整个力学甚至物理学的出发点。
牛顿第二、第三定律以及由牛顿运动定律建立起来的质点力学体系，如动量定理、动量守恒定律、动能定理等，只对惯性系成立。
2、牛顿第一定律是其他原理的前提和基础。
第一定律中包含的基本概念，奠定了经典力学的概念基础，从而使它处于理论系统中第一个原理的前提地位，这表现在：（1）首次批驳了延续两千多年的亚里士多德等人错误的力的概念，为确立正确的力的概念奠定了基础。
牛顿三大定律分别是什么
牛顿三大定律牛顿力学三大定律分别是：惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律。
介绍惯性定律任何物体都保持静止或匀速直线运动的状态，直到受到其它物体的作用力迫使它改变这种状态为止。
说明：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。
物体的这种性质称为惯性。
所以牛顿第一定律也称为惯性定律。
第一定律也阐明了力的概念。
明确了力是物体间的相互作用，指出了是力改变了物体的运动状态。
因为加速度是描写物体运动状态的变化，所以力是和加速度相联系的，不是和速度相联系的。
在日常生活中不注意这点，往往容易产生错觉。
注意：牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立，实际上它只在惯性参照系里才成立。
因此常常把牛顿第一定律是否成立，作为一个参照系是否惯性参照系的判据。
加速度定律物体在受到合外力的作用会产生加速度，加速度的方向和合外力的方向相同，加速度的大小正比于合外力的大小与物体的惯性质量成反比。
加速度定律定量描述了力作用的效果，定量地量度了物体的惯性大小。
它是矢量式，并且是瞬时关系。
要强调的是：物体受到的合外力，会产生加速度，可能使物体的运动状态或速度发生改变，但是这种改变是和物体本身的运动状态有关的。
真空中，由于没有空气阻力，各种物体因为只受到重力，则无论它们的.质量如何，都具有的相同的加速度。
因此在做自由落体时，在相同的时间间隔中，它们的速度改变是相同的。
作用力与反作用两个物体之间的作用力和反作用力，在同一条直线上，大小相等，方向相反。
说明：要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和它相互作用。
物体之间的相互作用是通过力体现的。
并且指出力的作用是相互的，有作用必有反作用力。
它们是作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。
另需要注意：作用力和反作用力是没有主次、先后之分。
同时产生、同时消失。
这一对力是作用在不同物体上，不可能抵消。
作用力和反作用力必须是同一性质的力。
牛顿数学原理
牛顿数学原理
牛顿数学原理，也被称为牛顿的基本定理或牛顿的三大定理，是指牛顿在他所著的《自然哲学的数学原理》中所提出的三个重要定理。
这些定理构成了经典力学的基础，为我们理解物体运动和相互作用提供了数学框架。
第一个定理，也被称为惯性定律，指出一个物体如果没有外力作用，将保持不变的运动状态。
也就是说，物体的速度和方向将保持不变，或者保持静止，这种状态称为匀速直线运动或静止状态。
第二个定理，也被称为力的基本定律，指出一个物体的加速度与作用在它上面的力成正比，与物体的质量成反比。
简而言之，F=ma，其中F是力，m是物体的质量，a是物体的加速度。
这个定理告诉我们，一个物体受到的力越大，它的加速度也越大；而一个物体质量越大，相同大小的力对其的加速度越小。
第三个定理，也被称为作用与反作用原理，指出任何两个相互作用的物体之间都存在着相等而反向的力。
换言之，对于两个物体A和B，如果A对B施加一个力，那么B对A也会施加
一个大小相等但方向相反的力。
这个定理描述了物体之间的相互作用，包括物体之间的压力、摩擦力、引力等等。
这些数学原理为我们理解物体运动的规律和力的作用提供了有力的工具。
它们使我们能够预测物体的运动轨迹、计算力的大小和方向，从而为科学和工程的发展提供了坚实的基础。
牛顿
数学原理的重要性不仅局限于经典力学，它们也被广泛应用于其他领域，如天体力学、电磁学、热力学等。
1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》
1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》，标志着经典力学的
建立，牛顿经典力学在很长时间里都成为了物理学家心中的圣经与权威。
《自然哲学的数学原理》是牛顿重要的物理学哲学著作。
全书分为三卷，第一卷“论物体的运动”，表述了牛顿三定律；第二卷也是“论物体的运动”，论述了阻力下物体的运动，为流体力学开先河；第三卷“论宇宙的系统”，讨论了宇宙系统。
《自然哲学的数学原理》总结了近代天体力学和地面力学的成就，为经典力学规定了一套基本概念，提出了力学的三大定律和万有引力定律，从而使经典力学成为一个完整的理论体系。
该书意味着经典力学的成熟，其中所建立的经典力学的理论体系成为近代科学的标准尺度。
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牛顿的主要数学理论
牛顿不仅是人类有史以来最伟大的物理学家之一，而且也是最伟大的数学家之一，他
与阿基米德和高斯并称世界三大数学家（不少人主张欧拉也应该与他们齐名）。
牛顿之所
以在数学领域久负盛名，当然是因为他为数学做出过开创性的贡献。
牛顿的最大数学贡献在于创立了微积分（与他同时代的莱布尼兹也独立发明微积分）。
虽然微分和积分思想早在牛顿之前就已经萌芽，但牛顿把微积分体系化，让微积分成为一
套强大的数学工具。
正是通过微积分，牛顿推导出了万有引力定律的数学形式，这为数学
和物理学的结合树立了典范。
微积分目前广泛应用于各种领域，科学和工程学都离不开这
套理论。
牛顿除了一项关键的数学贡献就是广义二项式定理，任一实数次幂都能够采用。
另外，除了牛顿恒等式等关键贡献。
莱布尼兹曾经高度盛赞牛顿的数学贡献：牛顿贡献了当时未
知数学领域的一半。
数学物理在牛顿手里得到了巨大的发展，他写出了史诗级巨著——《自然哲学的数学
原理》，这本著作深刻地影响了物理学的发展，成为近代科学的标尺。