当前课程知识点：力学与现代生活——开启科学人生 > 第二章 力学浇灌科技开花——历史启迪 > 2-3-3 人类最伟大的科学伟人 > Video
好 那么下面我们介绍第三位：
‘人类最伟大的科学伟人’--牛顿
看看他的头衔：
他是 爵士、
是 英国皇家学会会长、
英国著名物理学家、
百科全书式的“全才”，
相对伽利略来说，
牛顿还是比较幸运的。
他著有 两本著名的著作：
一个是《自然哲学的数学原理》，
还有《光学》。
1642年 伽利略去世，
那科学的接力棒 就传到了 牛顿手里面
人类史上最伟大的科学家，
不是之一 只有唯一！
他的地位呢
可以说 迄今人类发展历史上
与所有科学巨人相比的话，
最伟大！
我们知道他
在宏观速度、物质远低于光速的
低速的“牛顿世界”里边 贡献是唯一的
是最伟大的！
那么也许 爱因斯坦跟他相比的话，
爱因斯坦对于微观世界--“量子力学”、
“相对论”啦
与牛顿呐 可以媲美！
他的伟大成就呢
有人形象的把它 集中在一副图片上
那么 从这个照片里面
我们 不可能全面 代表了他的成就，
除了我们 大家知道的“三大定律”，
还有“万有引力定律”之外，
他在数学、光学、流体力学、
声学、热学、哲学
这些领域里边 都有光辉的成就！
所以把他叫做最伟大的
百科全书式的“全才科学家”。
三大定律是在伽利略(等)
一些前人的基础上 总结得出来的。
他把这个天地之间的物体
力学 整合到 一个力学体系里边，
构成了“经典力学体系”
或者也叫“牛顿力学体系”。
它 反映了宏观物体
在低速(远低于光速)条件下的运动规律，
解决了我们肉眼所见的
和我们在生活工程所遇到的一些问题。
他的重大意义在于：
实现了自然科学的首次‘大统一’、
人类认识世界的‘第一次大飞跃’！
可以说
经典力学 也就是牛顿力学
一直是我们宇宙世界
自然科学的最重要的知识，
实现了科学史上‘第一次革命’！
基于这个‘牛顿的时空观’呢--
时间均匀流逝、
空间均匀分布，
而且 各向同性，
不受运动的影响，
时间和空间是相互独立的，
时间像流水，
空间像包容万物、
宇宙万物的形态不变的容器一样，
我们了解的这是“牛顿的时空观”。
后边我们看到这个“相对论的时空观”
跟他是不一样的。
第二个伟大成就
就是我们知道的“万有引力定律”
据牛顿说呢
他 是1665年 到1666年 开始考虑的
到底是不是“苹果砸出来的呢”？！
实际上 这个三大定律在一起(是根据)
开普勒、伽利略的观察总结，
他后面呢 掌握了数学方面的‘微积分’
数学地、严密地证明和论证了万有引力；
另外 第三个贡献就是：
流体的粘滞性的阻力
与剪切率成正比，
(成为)整个流体力学的重要基础(之一)。
凡是符合这样规律的一个流体
都叫做“牛顿流体”；
空气和水 这样的气体、液体
不符合这样规律的呢
叫做“非牛顿流体”。
第四个贡献
就是：平板 在气流中受到的阻力
跟 功角的正弦平方 成正比，
攻角就是气流的方向
与(平板)轴线方向的夹角，
看这个图片。
当然这个结论呢 是不正确的！
但是 因为牛顿的权威呢
被大家视为信条。
后来 冯.卡门呢 推翻了他这个说法--
对牛顿这个结论呢 做了评价，
说：牛顿使得飞机晚上天一个世纪！
第五个贡献
就是：得出了 声音传播的速度--
我们叫声速。
他得到了这个公式
正比于大气压力 P
除以 空气密度 ρ 开根号
(右边这个公式)
分子上 这个g呢 叫做‘比热比’。
当然这个公式 不够准确，
因为 他把声的传播
当做一个等温传播的过程。
后面呢 拉普拉斯呢 在这个基础上
以绝热的过程做了修正。
下面我们看看 他的数学成就：
他发明了“正反流数”--
现在把这个叫做“微积分”
(微分相当于正流数、
积分相当于反流数)
所以 他是微积分学的创始人之一，
(比如)“牛顿-莱布尼兹”公式-
计算定积分的。
第二个：
他建立了“二项式定理”；
第三个
在代数方面，他著了有一篇著作叫
《普遍算数》--
含有现代方程论；
第四：
在解析几何方面，
写了本书叫《三次曲线枚举》，
首创了三次曲线整体分类的研究。
在数值分析方面，
我们知道 比较有名的
“牛顿切线法、插值法、
牛顿-斯特林公式、
牛顿-格里奥利公式”，
这都是现在我们 数值分析里边
常常用到的一些算法。
还有 在概率论上，
最早研究了“几何概率”；
第七个方面：
在微积分的拓展上
进一步 发明出了“多重积分”，
还有“变分法”的研究。
好 我们再来看看 他在光学方面的贡献：
他首先 进行了光谱分析，
不像亚里士多德说: “白光就是白光,
里面什么也没有”，
他用三棱镜
把那个白光 分成七彩的；
第二个：
他发现了“牛顿环”，
我们看到这个牛顿环-
光栅上的环形映射；
第三个：
创立了 光的“微粒说”-
认为光 是一个一个粒子，
当然 他不反对光的波动学说。
他在1704年 出版了《光学》，
总的来说 他首次揭示光的秘密；
第四个 在热学方面的贡献：
他确立了“冷却定律”，
也就是 单位时间内
单位面积上的散失热量
跟这个物体与周围的温差 成正比，
这个定律 我们至今还在热力学里面沿用；
第五个 在天文学方面的贡献：
他制作了有 反射式的望远镜，
这个是 1672年制作的，
通过这个望远镜呢 他观察、得到一些结论-
预言了地球不是正圆的，
解释了“岁差”，
因为太阳 对赤道突出部分 撬动
所造成的岁差。
这是他的牛顿反射望远镜的
聚焦点 达到 4分之1 到8分之1；
第六个方面 他的哲学贡献：
他的成果呢 本质上 属于唯物主义者，
但是呢 后来他把时间和空间呢
绝对化了！
我们刚才说到 它是均匀流逝
和均匀分布的-
绝对时空观。
他把当时无法解释的一些天体现象呢
都归为上帝了！
好 那么我们讲讲
他做人的方面呢，有点不太成功--
我们说他做人欠妥，
即使是伟人 也有失败的地方。
第一个
是 关于苹果的神话
认为是万有引力
启示了万有引力
其实 不是这样的。
虽然 流传的比较广泛 这个传说，
但是 经过大量的科学工作者 考证呢
情况不是这样的。
最早公布这个故事
实际上 是法国人作家 伏尔泰，
也是牛顿的粉丝啦。
1726年 这个伏尔泰到英国
写了25片通讯稿，
第15篇 提到了这个故事。
但这故事 他并不知道是怎么来的，
据伏尔泰说 是听牛顿的侄女讲的
1752年 牛顿的另外一个朋友，
比牛顿小了45岁，
在回忆牛顿的文章里面
也提到这个故事，
说是 牛顿去世前一年告诉他的。
写这个文章呢
实际上已经 牛顿去世了26年。
为什么牛顿生前呢
并没有听 他自己或者其他人讲过呢？！
而在这个流传比较广泛的原因呢
就是因为 我们看到现在的英镑-
1英镑的这个纸币上面
只有苹果花、没有苹果
这么一棵树，
也对这个事情呢 持着一个保留态度。
但它流传的比较广，
纸币上 有牛顿的图像，
所以大家还是深信不疑！
经过了 考证呢
有两点跟历史不符：
第一个 牛顿万有引力定律
不是牛顿独立发现的；
另外 牛顿这个 1665年之前，
牛顿对天体运动规律还属于门外汉，
他为什么要把这个万有引力-
苹果的传说 提前20年呢？
因为 他跟胡克有矛盾。
1679年 他给胡克写过一封信--
说：落在地球上的物体 没有阻挡的话，
它将会螺旋下降，
胡克呢 当然反对他这个观点，
认为是椭圆下降。
所以证明 在1655年 到1675年的时候
这个牛顿实际上 在天文学方面
还是门外汉的角色。
真正最早对万有引力贡献的--
就是我们前面说的开普勒，
他的老师是丹麦人-第谷
25年如一日 观察了、记录了大量的数据，
非常准确！
那么 开普勒呢 眼睛不好，
但是他脑子管用，
经过了9年的整理这个第谷的数据
得到了三大定律。
那么牛顿呢 跟胡克之间
矛盾后来激化，
牛顿提出 光微粒说，
胡克反对-
他说：纯属谬误！
胡克在一次演讲里面
把万有引力几乎所有的内容 都讲清楚了，
只是没讲清楚 为什么是椭圆轨道，
因为 胡克没有这个数学知识，
后来这个 牛顿证明了，
所以在这个牛顿发表了
《自然哲理的数学原理》的时候，
提到万有引力的地方
根本没有 提胡克的名字！
后来这个牛顿呢 1703年当上了皇家学会的会长，
为了独占这个万有引力的成果，
下令 毁掉了胡克的肖像；
第二个事情呢
就是：牛顿盗版、盗印和剽窃了
约翰·菲拉姆斯蒂德 的 天文观测数据，
这个是被科学考证过的；
第三个事例呢
就是牛顿 在微积分发明权上，
导演了一场对莱布尼兹的指控，
导致了英国的数学家
和欧洲大陆的数学家
长期发生争论，
最终也导致了欧洲的大陆数学
远远的超过了 英国的数学发展。
所以呢 可以说 牛顿做人呢 不怎么光彩，
但他在科学史上的地位
还是无人能撼动的，
因为他的成就 的确对现在科学贡献
非常大！
仍然是“人类科学史上最伟大的科学伟人！”
好 那么这是关于牛顿的介绍。
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