牛顿到底是怎么来的（牛顿真的有这么伟大吗）

牛顿，都知道是“伟大的”物理学家和数学家。

甚至，很多数学物理爱好者像古代士大夫比喻孔子那样，说：“天不生牛顿，万古如长夜”[捂脸]

但是，牛顿真有这么伟大吗？

没有。

我虽然不想说，“牛顿的伟大”是因为19世纪英国的强大影响力，但我觉得就是这样。

对于近代物理来说，伽利略和拉格朗日的贡献，要远大于牛顿！

对于科技领域来说，当让一个已经过世的大物理学家回归他本来的地位时，不得不把理由陈述一下：

1，牛顿第一定律，实际是伽利略发现的。

伽利略的斜面实验，用极限的实验 合理的推理，得出了物体在不受力的情况下该怎么运动：

即后来的“自然哲学的数学原理”中的牛顿第一定律。

伽利略的小球-斜面实验

如上图，伽利略发现，在一个很光滑的斜面上，让小球从顶部滑下时，小球会冲到接近于对侧斜面的顶点。

伽利略通过不断地降低斜面的倾角，发现小球还是会到达接近于斜面的顶点。

所以，伽利略推测，当把斜面放平时，小球会一直运动下去。

小球冲到斜面的顶点，动能再次转化成重力势能：因为路程较短，摩擦力也很小，影响几乎可以忽略，所以伽利略可以观察到小球的位置与初始位置几乎是一样的。

（伽利略那时，还没有动能势能的概念，太早了，还是万历年间[捂脸]）

实际环境中，当然做不出理想的实验来。不管怎么改善实验条件，摩擦力总是存在的，误差总有。

但当误差的影响足够小时，是可以做出极限推理的：这也是人类思维的价值所在。

伽利略的推理，不但发现了牛顿第一定律，也发现了摩擦力。

伽利略的发现，确立了物理学的、数学模型的、约束条件！

也就是说，要为物理现象建立数学模型时，会受到哪些约束，可行解的范围又在哪里。

到了这里，我认为物理学家的责任已经完成，剩下的是数学家的责任。

数学家需要给出方程，给出方程的解，这是数学家该做的。

所以，虽然伽利略没有给出牛顿第二定律，他依然要比牛顿更伟大。

否则，引力场方程就不该是爱因斯坦提出的，而该是希尔伯特提出的：因为希尔伯特比爱因斯坦先推导出了方程，希尔伯特的数学比爱因斯坦更好。

但是，按照爱因斯坦给出的物理思路和约束条件，比爱因斯坦更快地推导出了方程，就算超过了爱因斯坦吗？

显然，希尔伯特自己都不这么认为。

所以，伽利略在经典物理中的贡献，现在是被低估了的。

2，比萨斜塔试验，发现了自由落体定律，

伽利略的比萨斜塔实验，是人类第一次正确地观察到了引力场的作用：即物体在引力场中的运动规律，与物体的质量无关！！！

这里绝对要加3个叹号[大笑]

引力场为什么可以用微分几何去研究？

就是因为物体在引力场中的运动规律，与物体的质量无关。

轻的物体在空气中运动，因为空气阻力的影响，当然看不到这个规律。

但是，伽利略从逻辑上推理出了矛盾，并且用比萨斜塔实验证实了自己的猜想：

如果轻的物体与重的物体运动规律不同，那么它们两个绑在一起该怎样运动？

1）重的应该变慢，因为受到了轻的拖拽，

2）两个加一起更重，所以应该运动得更快，

3）所以，只能是原来的猜想是不对的，两个半径不同的铁球应该一起落地。

然后，伽利略就站在比萨斜塔上，把两个铁球一起扔下去了：

这一扔，就让广义相对论的发现成为了必然。

自由落体定律

伽利略的成就，只是个伽利略相对性原理吗？

显然不是。

3，除了高中生，谁用过牛顿的解法？

牛顿-莱布尼茨一起发明了微积分，但牛顿的解法很复杂，后世没几个人用：

学的都是拉格朗日的分析力学。

拉格朗日，是从坐标和速度的角度看待物理。

牛顿，是从力和加速度的角度看待物理。

速度，是坐标的一阶导数。

加速度，是力的什么？[捂脸]

加速度是坐标的二阶导数。

所以，牛顿那一套，非常的不符合微积分。

拉格朗日给物理学建立的模型，才是简单、直接、美丽的、分析学。

“地心说”当然也可以算出行星的轨道，但“日心说”在太阳系里才是对的。

拉格朗日和欧拉，一起算出了三体问题的5个解：拉格朗日点。

平面三体问题的拉格朗日点

牛顿为什么算不出来？

因为他那方法，别说算三体问题了，算二体问题都费劲。

除了计算直线上的问题，牛顿的方法计算平面上的运动不是一般的麻烦。

薛定谔和海森堡对量子力学的看法，至少还是平分秋色的。

牛顿和拉格朗日对经典力学的看法，显然拉格朗日的更好！

难道微积分不使用e的指数，反而使用10的指数吗？！[捂脸]

10 = 什么？

显然，经典力学该使用拉格朗日的力学。

用坐标、速度、时间去描述物体的运动状态，物体沿着使起点和终点的积分最小的轨道运动：

这就是最小作用量原理。

由此推出欧拉-拉格朗日方程：

显然，伽利略和拉格朗日的成就都是非常伟大的，都是吃了19世纪的意大利和法国的影响力不如英国的亏[捂脸]

伽利略、拉格朗日之后的下一个伟大的物理学家是谁？

当然是爱因斯坦。

爱因斯坦对伽利略的比萨斜塔实验中发现的规律，给出了几乎完美的解释。

对于物理来说，确定物理事实才是更重要的，其次才能建立数学模型。

何况，牛顿的数学模型，远不如拉格朗日的更有简单美。

牛顿的成就还是发明了微积分，而且是和莱布尼茨一起的[捂脸]

当然，牛顿还是很厉害的，毕竟他一个晚上算出了最速降线问题，也在伽利略、开普勒的基础上给出了万有引力公式。

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