更多的人认识牛顿,是通过物理的角度,他在物理界有极其大的贡献,动量守恒,牛顿三大定律,三棱镜,万有引力。他在物理学上的贡献,媲美伽利略,仅次爱因斯坦。但其实这样的一位光辉物理学家,在数学层面的贡献,毫不逊色于任何一位数学家。
这位英国皇家学会的会长,这辈子也算是跌宕起伏。年少丧父,母亲改嫁,由外祖母一手拉扯大,上学时被称为笨蛋,整天玩弄一些风车,木钟等当时看来毫无用处的东西。
直到1665年,牛顿拿到了大学学位后,英国因为伦敦大瘟疫,所有的大学宣布停课两年,牛顿也被迫回到了乡下。
然而这段时间,才为牛顿的传奇人生做下坚实的基础。他先是用光投过了三棱镜,发现了光的折射,证实了光是一种复色光,由红橙黄绿蓝靛紫七种颜色组成。然后又因为苹果成熟之后掉落到了地上发现了万有引力,进一步确立了牛顿三大定律。这三大定律,可以说一举奠定了现代物理学的核心。
在这一段时间内,牛顿发明了微积分,但是据说另一位数学家莱布尼茨也发明了微积分。于是矛盾就进一步产生了,英国和德国两个国家为了这件小事竟然冷战了一百多个春秋。为了避免这种不必要的国家与政治的争论再次上演,我们现在提及其微积分,都要说这是牛顿和莱布尼茨用不同的两种思路发明出来的同一种数学工具罢了。
我相信读者朋友们不管是从事专业数学研究的,还是没有从事任何数学工作的,都对这一伟大的发明有所耳闻。毕竟现代的科学,你用过的手机,平板电脑。桌前的一样样工具,打游戏时一个个漂亮的道具,人物,亦或是你生活中的买菜,开车上路。这一系列的日常工作或工具,都直接或间接的使用了微积分或者微积分思想。可见,这种工具背景下的思想有多么重要!这次发明的大背景是牛顿算的一道题。
我们每个人在小学的时候都学过,一个物体的运动速度等于它运动的路程除以它运动的时间。所以我们要求这段路程,只需要用速度乘以时间就可以了。但是有一件事情不知大家有无曾考虑过,那就是你的速度一定是确立不变的吗?
我们在物理上把速度不变的运动,即任一单位时间内行驶路程都相等的运动叫做匀速运动,这在生活中已经足够运用了。但是绝对的匀速运动是不存在的,起码是很难存在的。你能够保证,开车上了高速,能够每时每刻将自己的速度控制在100千米每时吗?车辆的运行,毕竟要经历加速,相对匀速,减速这几个阶段。我们在生活中所运用的速度乘时间,不过是算出一个大致的行驶路程而已。
对于如此严谨的数学家们来说,这误差简直让他们无法容忍,恨不得赶紧找一个两全的方法,解决这个棘手的问题。
牛顿出现了,他在自己的解题过程中运用了一个新的概念,叫做平均速度和瞬时速度。
牛顿运用了这种瞬时速度后,对自己很满意,但是转念一想,这么好用的一个工具怎么能只运用于计算速度,于是自己做了进一步的改进,演算,又加入了一些新的内容,更加准确的语言和符号。于是,一门数学的分支学科—微积分,从此冉冉升起。
想必大家都听过他的一句经典名言:
如果说我看得比别人更远些,那是因为我站在巨人的肩膀上。
可能许多语文老师在说到这个地方时,会说到牛顿身上具有谦虚的品质,或者说他有低调的态度。但是在这里,我不得不澄清一点,这个故事的真相是牛顿提出万有引力之后,再一次宣读自己的论文时,话音刚落,便遭到了物理学家胡克的质疑:
很感谢牛顿先生,我前两天确实发现了这个理论,只不过最近有些忙,没有时间整理罢了。
胡克是一名很伟大的物理学家,但是他有一个毛病,见不得年轻人比他厉害,比他成名。牛顿固然很生气,但科学家就是科学家,情商方面也有独特的气质,就有了上述的那句经典。这句话的原因是胡克据说很矮,只有160cm不到,远比牛顿要矮的多。于是他便以此展开了攻击,或者说是调侃。
牛顿这辈子为了学术与太多的人争吵,也几乎没有几个朋友,但是也许就是因为所处于一个孤独的环境,才成就了这位伟大的数学家,物理学家。至于万有引力到底是谁发现的,我们也不得而知,毕竟时间已经将真相封印了300多年。
如果没了微积分,现在的生活会是怎样,我们不得而知,其实生活中我们处处再用这种思想,却殊不知这就是数学的魅力。
牛顿还创作了许多书籍,如《自然哲学的数学原理》《曲线求积术》《解析几何》等。发明了二项式定理,晚年的时候还进军哲学界,为了寻找宇宙第一推动力,痴迷于神学的研究,做出了世界末日,基督诞生等多种假设,直到结束自己这非凡的一生。
这位伟大的数学家就这样死去,有一首诗深刻的体现了牛顿的伟大:
茫茫沧海夜,万物匿其行。天公降牛顿,处处皆光明。
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