物理學人物艾薩克·牛頓詳細介紹

英國物理學家

英國數學家

百科全書(shu) 式的“全才”

艾薩克·牛頓

Isaac Newton

艾薩克·牛頓（1643年1月4日—1727年3月31日），爵士，英國皇家學會(hui) 會(hui) 長，英國著名的物理學家、數學家，百科全書(shu) 式的“全才”，著有《自然哲學的數學原理》、《光學》。

在力學上，牛頓闡明了動量和角動量守恒的原理，提出牛頓運動定律。

在數學上，牛頓與(yu) 戈特弗裏德·威廉·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。

牛頓在伽利略等人工作的基礎上進行深入研究，總結出了物體(ti) 運動的三個(ge) 基本定律（牛頓三定律）：

第一定律（即慣性定律）

任何一個(ge) 物體(ti) 在不受任何外力或受到的力平衡時（Fnet=0），總保持勻速直線運動或靜止狀態，直到有作用在它上麵的外力迫使它改變這種狀態為(wei) 止。

第二定律

牛頓第二定律是力的瞬時作用規律。力和加速度同時產(chan) 生、同時變化、同時消逝。

②F=ma是一個(ge) 矢量方程，應用時應規定正方向，凡與(yu) 正方向相同的力或加速度均取正值，反之取負值，一般常取加速度的方向為(wei) 正方向。

③根據力的獨立作用原理，用牛頓第二定律處理物體(ti) 在一個(ge) 平麵內(nei) 運動的問題時，可將物體(ti) 所受各力正交分解，在兩(liang) 個(ge) 互相垂直的方向上分別應用牛頓第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程。

第三定律

表達式F=-F'（F表示作用力，F'表示反作用力，負號表示反作用力F'與(yu) 作用力F的方向相反）

這三個(ge) 非常簡單的物體(ti) 運動定律，為(wei) 力學奠定了堅實的基礎，並對其他學科的發展產(chan) 生了巨大影響。

數學

主要數學成就：

微積分

二項式定理

微積分的創立是牛頓最卓越的數學成就。牛頓為(wei) 解決(jue) 運動問題，才創立這種和物理概念直接聯係的數學理論的，牛頓稱之為(wei) "流數術"。它所處理的一些具體(ti) 問題，如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數的極大和極小值問題等，在牛頓前已經得到人們(men) 的研究了。但牛頓超越了前人，他站在了更高的角度，對以往分散的結論加以綜合，將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統一為(wei) 兩(liang) 類普通的算法——微分和積分，並確立了這兩(liang) 類運算的互逆關(guan) 係，從(cong) 而完成了微積分發明中最關(guan) 鍵的一步，為(wei) 近代科學發展提供了最有效的工具，開辟了數學上的一個(ge) 新紀元。

二項式定理

二項式級數展開式是研究級數論、函數論、數學分析、方程理論的有力工具。在今天我們(men) 會(hui) 發覺這個(ge) 方法隻適用於(yu) n是正整數，當n是正整數1，2，3，……，級數終止在正好是n+1項。如果n不是正整數，級數就不會(hui) 終止，這個(ge) 方法就不適用了。

光學

提出光的微粒說

牛頓認為(wei) 光是由粒子或微粒組成的，並會(hui) 因加速通過光密介質而折射，但他也不得不將它們(men) 與(yu) 波聯係起來，以解釋光的衍射現象。而其後世的物理學家們(men) 則更加偏愛以純粹的光波來解釋衍射現象。現代的量子力學、光子以及波粒二象性的思想與(yu) 牛頓對光的理解隻有很小的相同點。

著作推薦

百科全書(shu) 式的“全才”

牛頓

《自然哲學的數學原理》是牛頓重要的物理學哲學著作。全書(shu) 分為(wei) 三卷，第一卷“論物體(ti) 的運動”，表述了牛頓三定律；第二卷也是“論物體(ti) 的運動”，論述了阻力下物體(ti) 的運動，為(wei) 流體(ti) 力學開先河；第三卷“論宇宙的係統”，討論了宇宙係統。

《自然哲學的數學原理》總結了近代天體(ti) 力學和地麵力學的成就，為(wei) 經典力學規定了一套基本概念，提出了力學的三大定律和萬(wan) 有引力定律，從(cong) 而使經典力學成為(wei) 一個(ge) 完整的理論體(ti) 係。該書(shu) 意味著經典力學的成熟，其中所建立的經典力學的理論體(ti) 係成為(wei) 近代科學的標準尺度。

本書(shu) 為(wei) 牛頓係統闡述其20年光學研究成果的經典著作，也是光學研究從(cong) 幾何光學向近代光學轉變的標誌之一。在《光學》中，牛頓以微粒說解釋光的直線傳(chuan) 播，解釋反射、折射現象。牛頓的光的微粒說與(yu) 其創立的經典力學的概念框架是一致的。在書(shu) 中，牛頓設計了許多非常巧妙的實驗來證實自己的理論，使得該書(shu) 成為(wei) 一部實驗科學的優(you) 秀範本，而實驗科學的思想對於(yu) 整個(ge) 近代科學體(ti) 係的建立是至關(guan) 重要的。