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牛顿与《自然哲学的数学原理》:人类探索史

【摘要】:自由落体实验与伽利略的代数几何法落体计算,加上开普勒的行星运动定律的伟大发现,经过哥白尼的假说启示,最终推导出牛顿的《自然哲学的数学原理》——如同莎士比亚话剧一样成为独占鳌头的旷世之作。在创作此书的过程中,牛顿无意间创立了微积分学,成为无数数学与科学成就的源泉,也成为编年史学习中矛盾争论的焦点。牛顿的著作还依赖于科学仪器和测量范围及精度的大幅提升。从伽利略到牛顿,力学的发展就是科学进步的最好诠释。

从多方面看,十七世纪是科学史上最有意义的一个世纪,而科学也是人类历史上人类最感兴趣重要事情,这是伽利略的开创。现代科学是天文学之女,它沿着伽利略的斜面实验从天空滑向地面,因为现代科学是由伽利略、牛顿把自己的研究与后来者将开普勒的天文学联系起来的。自由落体实验与伽利略的代数几何法落体计算,加上开普勒的行星运动定律的伟大发现,经过哥白尼的假说启示,最终推导出牛顿的《自然哲学的数学原理》(英国人所著两本巨著之一)——如同莎士比亚话剧一样成为独占鳌头的旷世之作。

这一无可比拟的巨著,包含了力学方面的所有原理,自从一六八七年出版以来,后来许多科学家都虽然在此基础上进行一些补充完善,但没有谁能真正拓展其内容。在创作此书的过程中,牛顿无意间创立了微积分学,成为无数数学与科学成就的源泉,也成为编年史学习中矛盾争论的焦点。

牛顿的著作成为力学领域的奠基之作,当然该书还与十七世纪其他成就以及开普勒、伽利略的成就有关。特别重要的是力学领域的早期成就是以英国的约翰·纳皮尔和瑞士的乔博斯特·布尔吉独立发明了对数,以及笛卡儿发明的解析几何为标志。牛顿的著作还依赖于科学仪器和测量范围及精度的大幅提升。

从伽利略到牛顿,力学的发展就是科学进步的最好诠释。因为有了精确描述知识的广泛基础,又经过第谷·布拉赫及其他早期天文家得以确立。同时由于其高精度、广范围仪器测量,定量实验,以及半个世纪以来发明的数学计算推导特征,让经过专门训练的人类大脑思维更加聪慧敏捷,经受住了有史以来长达两个世纪的各种评价和考验。