牛顿一生中的重大贡献(牛顿这样回顾他的一生...)
1727年3月份的最后一天,不知道是天晴还是下雨,在英国伦敦,一位85岁高龄的老者稳坐在床上,生命的最后一刻,他回忆起他的一生...
“要是太阳的引力与行星离太阳距离的平方成反比,你觉得行星运行的曲线会是什么样的。”我记得很清楚,在1684年,哈雷(Halley)带着期盼的眼神问我这个问题,我肯定的告诉他是“椭圆”,并且已经计算过了,哈雷兴奋不已。这一次谈话以后,哈雷多次鼓动我将我的发现写成一本书,也就是《自然哲学的数学原理》,它在3年后,也就是1687年出版了。
我很感谢哈雷,但说句实话,对于出书我开始是很反感的,因为我很厌恶公开发表我的成果——而更喜欢用书信的形式和大家交流,为什么会这样呢?我想要追溯到1672年。
这一年,我刚被选为皇家学会会员,作为新人的我把关于光的“粒子说”的一篇论文递交给了当时的主任——胡克(Hooke),他真是一个自私的家伙,就因为与他的意见相左——他和惠更斯Huygens都主张光是一种波,他连同当时几个有名的人物把我嘲讽了一般,你可以想象我当时的尴尬、无奈、以及愤怒。
胡克
这种愤怒延续了很长一段时间、我想了很多办法去忘掉它、但都无济于事。以至于在胡克离世(1703年)后的第7个年头,皇家学会搬家了,我没有刻意保护他的收藏和仪器,所以大部分遗失了。让我有些过意不去的是,他唯一的一幅肖像画也在这次搬家中弄丢了、但这真和我没有关系。很多人因为这件事情把我的品行说得很糟糕,但我并不在意,从小就这样,真的,我不在乎。
牛顿老家-伍尔索普庄园
我出生于一个并不富裕、也并不穷困的家庭,父亲在我出生前的3个月就去世了,根据邻居们的谈话,我知道我刚出生时小得甚至可以装入“马克杯”里,我一直身体都不太好,会不会和出生有关呢?好吧,我不知道。
我童年的大部分时间是和祖母一起度过的,因为我的母亲在我3岁时改嫁了,后来我的“继父”去世了,我和我的3个异父同母的兄妹住在了一起。但我觉得和他们并不是一类人,我喜欢发明、热爱学习,他们有他们的想法,但我觉得太过普通。我人生的前面1/4时间,尽管没有太多朋友,但过得也还顺利。
这段时间我也邂逅了我一生中唯一心仪的女孩。我在格兰瑟姆上学的时候寄宿在Clarke的家里,她有一个女儿叫Storey,不知道大家相不相信一见钟情,但我第一眼就喜欢上她了,幸运的是她也喜欢我。不久后1661年,19岁的我被舅舅以前所就读的剑桥大学三一学院录取,离开前我和Storey订了婚。
大学的生活如此的充实、又充满诱惑力,我被工作困住了,以至于忘记了经营与Storey之间的爱情,她最后成了VIncent太太,这是我这一辈子最后悔和痛心的一件事,我从那时起,我决定终生不娶。我和我的爱只属于Storey。
爱情不如意,我把精力大把的投入到学习和工作中,但事情难料。1663年,因为鼠疫,大学放长假了。从那时开始,我领悟到人生的另一层含义,那就是“福祸相依”,正是在这段时间,我发现了我所有数学、物理工作的“基础”。
1665年,我发现了广义二项式定理,要说明一下,二项式定理并非我的首创,我只是把它推广到了分数和负数的情况,而且不怕大家笑话,我并没有给出证明。尽管如此,我必须厚着脸皮,向你介绍一下“二项式定理”以及我的工作。
二项式定理是将两个数之和的整数次幂展开为级数形式的重要定理,定理中最关键的是二项式系数,如果将n=1,2,3...的二项式系数列成表,就得到了帕斯卡三角(Pascal's Triangle),这样命名是因为帕斯卡(Pascal)最早建立了一般正整数次幂的二项式定理,但你要是觉得Pascal's Triangle是Pascal首创,那就大错特错了,因为在遥远的东方,早在11世纪的北宋,数学家贾宪为了解高次方程就已经给出了他们叫“贾宪三角”的图谱,11世纪的阿拉伯数学家海亚姆、15世纪的卡西也发现了这一结果并做了推广。别问我怎么知道得这么多,就当我穿越了吧。
好了,再介绍一下我的工作,Pascal的二项式定理只讨论了次幂n是正整数的时候,我呢作了一个大胆的猜测,将次幂n从正整数推广到了负数、有理数,推广后的式子是什么样的呢?自己查查资料吧,我只告诉你他和上面的式子类似。
这个工作我引以为傲,他在我的另一项重要发明——流数法(微积分)扮演了重要角色。我有强烈预感,“流数法”对后世的影响必是巨大的。为了争夺它的发明权,我和1716年去世的莱布尼茨( Leibniz)闹翻了。
我和莱布尼茨有多年的交情,为了讨论关于数学、物理等学科的各种问题,我们互通了很多信件,其中就包括“流数法”,其实他的方法和我的方法虽然殊途同归,但是研究的形式却不尽相同——我的更多是以难懂的几何形式呈现,莱布尼茨则用了更容易理解的形式和符号,我不得不承认,他的方法容易被理解。
但自从“流数法”变得很重要以后,我的追随者们以及我自己都觉得这项荣誉应该只属于我,民族自豪感让我和莱布尼茨闹翻了,这一刻我深深忏悔,因为我预感到这个举动会让我的国家在未来的几十年在数学上会远远落后于其他国家,但我却无能为力。
莱布尼茨
“流数法”是我在大学期间(因为鼠疫,大学关门的2年),阅读了笛卡儿的《几何学》、沃利斯的《无穷算术》后给出的.在这之前,很多前辈都试图解决以下问题:如何求出物体运动的瞬时速度与加速度?如何求曲线的切线及曲线长度、以及几何图形的面积、几何体的体积、表面积等等....
这些问题太过于零散,我把它们归结为两类——正流数术(微分)和反流数术(积分)。并把两者进行了统一。
运用“流数法”,我进行了大量的运算,得到了连接宇宙的两个重要定理:万有引力定理和三大运动定理。
很多人都说“万有引力定理”是我被苹果砸中后,灵光一现而想到的,如果你是想听一个动听的故事,那好吧,就当它是真的。但是我对上帝发誓,我或许被真被苹果和其他的物件砸到过,但是这与我的发现没有一点关系。
这里我又要提到我不喜欢的胡克,是他给了我“万有引力定理”的第一个灵感,在我出版《自然哲学的数学原理》时,他要求我把他的贡献清晰的呈现,想到他对我做的一切,一把火瞬间从我的肺烧到了喉咙,我甚至把关于他的一切从我的书中删除了,不管对与错,反正我这样做了,我也不打算改变。
我还做了什么呢?哎,想不起来了,但我知道我一生最热爱的并不是数学或物理,而是炼金术和圣经。炼金术耗费了我几十年的时间,但是我最后什么也没发现。《圣经》我一直奉为至宝,确实,不付我的期望,我证明了上帝的存在。我发誓,我对上帝的心是虔诚的。
哦,我还得说点什么,尽管我的身体不好,但我的一生没生多少次病。这或许与我的生活条件有关,一直我都过得很富裕,尤其是1696年,我进入皇家铸币厂后,我精打细算,还存了很多钱。在铸币厂期间,我发现了“金本位制”。并在1705年还被安妮女王封为爵士。
你或许会觉得随着年纪的增大,以及的我“不务正业”,会使得我的“科学头脑”生锈,但不是这样。就知道你不信,我最后再给你说两个事情。
54岁的时候,也就是1696年,我听说了一个难倒当时诸多欧洲数学家的问题:
假定在一个竖直的平面上,有两个任意固定的点A和B,一个质点在重力作用下用最少的时间从A滑到B,它所经过的曲线轨迹是什么?(最速降线问题)
我下午精疲力竭的从单位回家后,花了很少的时间,吃完晚饭后就把他解决了。
另一个证明是在我74岁时,莱布尼茨自以为是的发了两个“难题”给我,但很快也被我解决了。
还能想到点什么,对了,“月球问题”还没解决....月球....
...............月球............月球.................
再见了,陌生人!
我是艾萨克.牛顿——一个站在巨人肩膀上的普通人。
愿你一生平安!
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