牛顿轮廓
英国物理学家、数学家、天文学家和自然哲学家。
简介
最著名的数学家、科学家和哲学家，他也是当时英国的炼金术士。他在1687年7月5日出版的《自然哲学的数学原理》中提出的万有引力定律和牛顿运动定律是经典力学的基石。牛顿和莱布尼茨也独立发明了微积分。他留下了50多万字的炼金术手稿和654.38+0万字的神学手稿。英国物理学家牛顿的智商:190
年轻的牛顿
1643 65438+10月4日，牛顿出生在英国林肯郡沃尔索普的一个农民家庭。牛顿是个早产儿，出生时只有三磅重。助产士和他的亲属担心他是否能活下来。谁也没想到，这个看似不起眼的小东西，会成为科学的巨人，并且活到85岁。牛顿出生前三个月，父亲去世了。当他两岁时，他的母亲改嫁给了一名牧师，并把牛顿留给了他的祖母抚养。11岁那年，母亲的stephusband去世了，母亲带着与stephusband所生的一子二女回到了牛顿。牛顿从小沉默寡言，性格倔强，这可能来自于他的家庭情况。
大约从五岁开始，牛顿被送到公立学校。牛顿少年时并不是神童。他资质一般，成绩一般，但他喜欢看书，看介绍各种简单机械模型制作方法的书，受其启发自己动手制作一些稀奇古怪的小玩意，比如风车、木钟、折叠灯笼等等。
传说年轻的牛顿在彻底了解风车的机械原理后，制作了一个磨坊的模型。他把老鼠绑在一个有轮子的跑步机上，然后在轮子前面放一个玉米，正好放在老鼠够不到的地方。老鼠想吃玉米，所以一直跑，所以轮子一直转；又一次，当他放风筝时，他在绳子上挂了一盏小灯。晚上，村民们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，催他起床。他还喜欢绘画和雕刻，尤其是雕刻日晷。他的日晷被放在他房子的角落和窗台的每个地方，以观察日影的运动。
牛顿在12岁时进入离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲曾希望他成为一名农民，但牛顿本人无意如此，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。在格兰瑟姆中学读书时，他住在一个药剂师家里，这使他受到化学实验的影响。
牛顿对成就力学的贡献
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):①当任何物体不受外力或外力的合力为零时，它保持原来的运动状态不变，即原来的运动继续静止，原来的运动继续作匀速直线运动。②在外力作用下，任何物体的运动状态发生变化，其动量随时间的变化率与合力成正比。一般可以表述为:物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与作用力的方向一致。(3)当物体A给物体B一个力时，物体B必须同时给物体A一个反作用力。力和反作用力大小相等，方向相反，在同一直线上。这三个非常简单的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。伽利略曾经提出过第一定律的内容，后来R笛卡尔做了形式上的改进，伽利略也非正式地提到了第二定律的内容。第三定律的内容是牛顿总结了c·莱恩、j·沃利斯和c·惠更斯的成果后得出的。牛顿是万有引力定律的发现者。他在1665 ~ 1666开始考虑这个问题。1679年，R·胡克给他写信说，引力应该和距离的平方成反比，地球高度处的抛射体轨道是椭圆的。假设地球有一条裂缝，抛射体会回到原来的地方，而不是牛顿想象的那种朝向地心的螺旋线。牛顿没有回复，而是采纳了胡克的意见。在开普勒的行星运动定律和其他人的研究成果上，他从数学上推导出了万有引力定律。牛顿把地球上物体的力学和天体力学统一为一个基本的力学体系，建立了经典的力学理论体系。正确反映了宏观物体低速时的宏观运动规律，实现了自然科学的第一次大统一。这是人类对自然认识的一次飞跃。
牛顿指出，流体的粘滞阻力与剪切速率成正比。他说:流体部分之间缺乏润滑性造成的阻力，如果其他都一样的话，与流体部分之间的分离速度成正比。现在符合这个定律的流体称为牛顿流体，包括最常见的水和空气，不符合这个定律的称为非牛顿流体。
牛顿在给出平板在气流中的阻力时，对气体采用了质点模型，得出阻力与攻角的正弦平方成正比的结论。这个结论一般是不正确的，但由于牛顿的权威地位，后人早就将其奉为信条。20世纪，t·卡门在总结空气动力学的发展时幽默地说，牛顿让飞机在一个世纪后上了天堂。
关于声速，牛顿正确地指出，声速与大气压的平方根成正比，与密度的平方根成反比。但是，由于他把声音传播看成是一个等温过程，结果与现实不符。后来，P.-S .拉普拉斯从绝热过程的角度修正了牛顿的声速公式。
对数学的贡献
自17世纪以来，原始的几何和代数已经很难解决当时生产和自然科学提出的许多新问题，如:如何求一个物体的瞬时速度和加速度？如何求曲线的切线和曲线的长度(行星距离)，向量直径扫过的面积，极小值(如近日点，远日点，最大值域等。)、体积、重心、重力等等；虽然牛顿之前在对数、解析几何、无穷级数等方面都有所建树，但他并不能圆满或普适地解决这些问题。当时对牛顿影响最大的是笛卡尔的《几何》和瓦里斯的《无穷算术》。牛顿把古希腊以来各种求解无穷小问题的特殊方法统一为顺流微积分(微分)和逆流微积分(积分)两种算法，体现在1669中应用无穷多项式方程，1671中应用流微积分和无穷级数，1676中应用无穷级数。所谓“流量”就是随时间变化的自变量，如X、Y、S、U等。而“流量数”就是流量的变化速度，也就是变化率、书写等。他说的“差别费率”和“可变费率”是有差别的。同时，他在1676首次发表了他的二项式展开定理。牛顿用它发现了其他无穷级数，用它计算面积，积分，解方程等等。1684年，莱布尼茨从曲线的切线研究中引入并拉长了S作为微积分的符号，从此牛顿创立的微积分在大陆国家迅速普及。微积分的出现，成为数学发展中除几何和代数之外的另一个重要分支——数学分析(牛顿称之为“用无穷多项式方程的方法进行分析”)，并进一步发展为微分几何、微分方程、变分法等，进而推动了理论物理的发展。比如瑞士的j·伯努利求最速下降曲线的解，这是变分法的初始问题，欧洲没有一个数学家能在半年内回答出来。1697年，牛顿某天偶然听说，当晚一举解决，匿名发表在《哲学杂志》上。伯努利惊讶地说:“我从这只利爪上认出了狮子。”牛顿在前人工作的基础上提出了“流动法”，建立了二项式定理，与G.W .莱布尼茨几乎同时创立了微积分，得到了导数和积分的概念和运算规则，阐明了导数和积分是互为倒数的两种运算，为数学的发展开辟了新的时代。
光学贡献
牛顿致力于研究颜色现象和光的本质。1666年，他用棱镜研究太阳光，得出结论:白光是不同颜色(即不同波长)的混合光，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。牛顿的这一重要发现成为光谱分析的基础，揭示了光的颜色的秘密。牛顿还将曲率半径很大的精磨凸透镜的凸面压在非常光滑的平板玻璃上。在白光照射下，可以看到中心的接触点是一个暗点，周围是一个明暗同心圆。后人把这种现象称为“牛顿环”。他创立了光的“粒子说”，从一个侧面反映了光的运动本质，但牛顿并不反对光的“波动说”。65438-0704年出版了《光学》一书，系统阐述了他在光学方面的研究成果。
热量的贡献
牛顿建立了冷却定律，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。
对天文学的贡献
牛顿在1672年制造了反射望远镜。他利用粒子间的万有引力证明了球对称的球体的外引力可以用中心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正球体。岁差是由太阳对赤道突起的扰动引起的。
哲学贡献
牛顿的哲学基本属于自发唯物主义，他承认时间和空间的客观存在。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。比如，他把时间和空间看作是从运动的物质中分离出来的东西，提出了所谓绝对时间和绝对空间的概念；他把暂时无法解释的自然现象归结为上帝的安排，提出所有的行星都是在某种外来的“第一推动力”的作用下开始运动的。牛顿最重要的著作《自然哲学的数学原理》出版于1687年。书中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。他说，这本书“主要研究轻重流体的阻力和其他吸引运动的力，所以我们研究自然。”