牛顿科学生涯的一个重要时期

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2021年02月11日 05:29
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2021年2月11日发(作者:千域千寻)






牛顿科学生涯的一个重要时期



从


1664


到


1666


年(


21


——


23

< br>岁)这三年中,牛顿为他后来的科学和数学研究工作打下了很


好的基础,由于连续 不断地观察慧星和月晕工作和熬夜使他生了一场病。




从


1664


年到


16 65


年这个期间,在英国伦敦流行鼠疫,因疫情比较严重,连大学都关闭了。

< p>
牛顿不得不返回家乡,在那里继续做他的研究。而这段时间恰好给牛顿的科学研究创造了一


个极好的机会。在这两年,牛顿大多数时光都是躲在乌尔索普静静地思考。在此之前,除了


因为他观察慧星和月晕太劳累而患病之外,他还没有做出什么值得一提的事情。





这两年牛顿是在一个非常安静的环境里集中思考他所关注的几个问题,


并且取得很大 的进展。


在这两年多时间里,


他发明了流数术

< br>(微积分)


,


发现了万有引力定律,

通过实验证明了白光


由各种颜色的光所组成。这短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄 金岁月,他的三大成就:微


积分、万有引力、光学分析的思想就是在这个时期孕育成形的 ,他的所有这些成就都是在


25


岁以前取得的。可以说此时的牛 顿已经开始着手描绘他未来人生科学创造的宏伟蓝图。




灾难给人们带来了只能呆在家里,不能出行这样大的麻烦,但是它却给了牛顿一个静心思考< /p>


问题的绝好机会。



< br>1667


年复活节后不久,


牛顿返回到剑桥大学,


10


月被选为三一学院初级院委,


翌年获得硕 士


学位,同时成为高级院委。


1669


年,巴罗为了提携牛顿而辞去了教授之职,推荐


26


岁的牛


顿继任卢卡斯讲座教授。巴罗让贤,在科学史上一直被传为佳话。


1 672


年牛顿成为皇家学会


会员,


17 03


年他成为皇家学会终身会长。




牛顿并不善于教学,他在讲授最新发现的微积分时,学生都不能理解,接受不了。但他在 解


决疑难问题方面的能力却是远远超过了常人。还是学生时,牛顿就发现了一种计算无限 量的


方法。他用这个秘密的方法,算出了双曲面积到二百五十位数。他曾经用高价购买了 一个棱


镜,并把它作为科学研究的工具,用它试验了白光分解为的有颜色的光。开始他做 观察和实


验现都只是作为一种个人的消遣,为的是使自己在寂静的书斋中解闷,因此他并 不愿意发表


他所观察到的事实。他独自遨游在自己创造的非常有趣的世界里。后来,在好 友哈雷的竭力


劝说下,牛顿才勉强同意出版他的手稿,才有这本划时代巨著《自然哲学的 数学原理》的问


世。




作为大学教授,牛顿非常忙碌,在人们的印象中,他是一个不修边幅的人。他常常是不结领

< p>
带,袜带也没系好,连马裤的纽扣都没扣好就走进了大学餐厅。有一次,他在向一位姑娘求


婚时思想又开了小差







,


他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。


他抓住姑娘的手指,


错误


的把它当成通烟斗的通条,硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。




牛顿是极坐标的创始人。牛顿在代数方 面也作了经典的贡献,他大大推动了方程论。他发现


实多项式的虚根必定成双出现。牛顿 还设计了


"


牛顿方法


&qu ot;


。







约翰·伯努利



约翰·伯努利(


Johann Bernoulli

< p>
,


1667


年~


1748


年)




约翰 ·


伯努利比哥哥雅各布小


13


岁,


生于巴塞尔。


约翰于


1685


年


18


岁时获巴塞尔大学艺术


硕士学位、于


1690


年获医学硕士学位,

< br>1694


年又获得博士学位。但他发现他骨子里喜欢的


是 数学。他一直向雅各布学习数学,并颇有造诣。


1695


年



,


28


岁的约翰 取得了他的第一个


学术职位——荷兰格罗宁根大学数学教授。


1 0


年后的


1705


年,约翰接替去世的 雅各布任巴


塞尔大学数学教授。







弟弟 约翰的数学成果比雅各布还要多。


例如解决悬链线问题


(


1691


年)


,


提出 洛必达法则


(


1694


年)

< p>
、最速降线(


1696


年)和测地线问题(


1697


年)


,给出求积分的变量替换法(< /p>


1699


年)


,


研究弦振动问题(


1727


年)


,出版 《积分学教程》


(


1742


年)等。< /p>




约翰的另一大功绩是培养了一大批 出色的数学家,


其中包括


18


世纪最著 名的数学家欧拉、


瑞


士数学家克莱姆、法国数学家洛必达,以及 他自己的儿子丹尼尔和侄子尼古拉二世等。







在概率论方面贡献重大的棣莫弗



数学家棣莫弗


(


De


Moivre


,


Abraham


)


于


1667


年

5


月


26


日出生在法国维特里的勒 弗朗索瓦。


早年为法国加尔文派教徒,曾因与新旧教斗争中遭监禁。获释后,于


1685


年移居英国伦敦,


并一直从事家庭教师 及保险业顾问等职业。




棣莫弗和 牛顿、天文学家哈雷是朋友,专心研究科学。


1695


年写了有 关牛顿流数术研究之论


文。两年后当选为英国皇家学会会员,之后获柏林科学院与巴黎科 学院院士衔头。最后不幸


于


1754


年


11


月


27


日 在英国伦敦逝世。






棣莫弗发表机遇论,最早定义独立事件给出二项分布公式。




棣莫弗在数学中,尤其是在概率论方面他的贡献重大。


1711


年,他写了《抽签的计量》


,并


在七年后修改扩



充为

《机遇论》


发表。


这是早期概率论的专着之一,

< p>
当中首次定义了独立事


件的乘法定理,


给出二项分 布公式,


更讨论了许多掷骰和其他赌博的问题。



另外,


他于


1730

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