牛顿在科学上最主要的贡献及其价值.

Question

牛顿在科学上最主要的贡献及其价值.

Answer 1

最负盛名的数学家、科学家和哲学家,同时是英国当时炼金术热衷者.他在1687年7月5日发表的《自然哲学的数学原理》里提出的万有引力定律以及他的牛顿运动定律是经典力学的基石.牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分.【牛顿的成就】
　　力学方面的贡献
　　牛顿总结出了物体运动的三个基本定律（牛顿三定律）：①任何物体在不受外力或所受外力的合力为零时,保持原有的运动状态不变,即原来静止的继续静止,原来运动的继续作匀速直线运动.②任何物体在外力作用下,运动状态发生改变,其动量随时间的变化率与所受的合外力成正比.通常可表述为：物体的加速度与所受的合外力成正比,与物体的质量成反比,加速度的方向与合外力的方向一致.③当物体甲给物体乙一个作用力时,物体乙必然同时给物体甲一个反作用力,作用力和反作用力大小相等,方向相反,而且在同一直线上.　　牛顿是万有引力定律的发现者.在开普勒行星运动定律以及其他人的研究成果上,他用数学方法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到一个基本的力学体系中,创立了经典力学理论体系.正确地反映了宏观物体低速运动的宏观运动规律,实现了自然科学的第一次大统一.这是人类对自然界认识的一次飞跃.
　　牛顿指出流体粘性阻力与剪切率成正比.现在把符合这一规律的流体称为牛顿流体,其中包括最常见的水和空气,不符合这一规律的称为非牛顿流体.
　　关于声的速度,牛顿正确地指出,声速与大气压力平方根成正比,与密度平方根成反比.　　数学方面的贡献
　　牛顿将古希腊以来求解无穷小问题的种种特殊方法统一为两类算法：正流数术（微分）和反流数术（积分,他说的“差率”“变率”就是微分.　　牛顿在前人工作的基础上,提出“流数(fluxion)法”,建立了二项式定理,同时创立了微积分学,得出了导数、积分的概念和运算法则,阐明了求导数和求积分是互逆的两种运算,为数学的发展开辟了一个新纪元.
　　光学方面的贡献
　　牛顿曾致力于颜色的现象和光的本性的研究.他创立了光的“微粒说”,从一个侧面反映了光的运动性质,但牛顿对光的“波动说”并不持反对态度.1704年,他出版了《光学》一书,系统阐述他在光学方面的研究成果.
　　热学方面的贡献
　　牛顿确定了冷却定律,即当物体表面与周围有温差时,单位时间内从单位面积上散失的热量与这一温差成正比.
　　天文学方面的贡献
　　牛顿1672年创制了反射望远镜.他用质点间的万有引力证明,密度呈球对称的球体对外的引力都可以用同质量的质点放在中心的位置来代替.他还用万有引力原理说明潮汐的各种现象,指出潮汐的大小不但同月球的位相有关,而且同太阳的方位有关.牛顿预言地球不是正球体.岁差就是由于太阳对赤道突出部分的摄动造成的.
　　哲学方面的贡献
　　牛顿的哲学思想基本属于自发的唯物主义,他承认时间、空间的客观存在.如同历史上一切伟大人物一样,牛顿虽然对人类作出了巨大的贡献,但他也不能不受时代的限制.例如,他把时间、空间看作是同运动着的物质相脱离的东西,提出了所谓绝对时间和绝对空间的概念；他对那些暂时无法解释的自然现象归结为上帝的安排,提出一切行星都是在某种外来的“第一推动力”作用下才开始运动的说法.
　　《自然哲学的数学原理》牛顿最重要的著作,1687年出版.该书总结了他一生中许多重要发现和研究成果,其中包括上述关于物体运动的定律.他说,该书“所研究的主要是关于重、轻流体抵抗力及其他吸引运动的力的状况,所以我们研究的是自然哲学的数学原理.”该书传入中国后,中国数学家李善兰曾译出一部分,但未出版,译稿也遗失了.现有的中译本是数学家郑太朴翻译的,书名为《自然哲学之数学原理》,1931年商务印书馆初版,1957、1958年两次重印.
　　　　【牛顿的发现】
　　牛顿作出结论:“经过第一棱镜折射后所得长方形的彩色光带不是别的,正是由不同的彩色光所组成的白色光经折射而形成的.”也就是说：“白光本身是由折射程度不同的各种彩色光所组成的非均匀的混合体.”这就是牛顿的光色理论.　　　牛顿认为从现象中可以得出科学原理,或者说科学基本原理可以从现象中导得或推出.牛顿在《原理》和《光学》两书中明白表达他的做学问的方法,即要明白无误地区别猜测、假设和实验结果（及由此而归纳得出的结论）,还有从某些假设条件下所得到数学推导.《原理》第一编十四章中处理细微粒子的运动和第二编命题23中设想气体中有相互排斥质点的模型都是牛顿运用具有物理实质性的数学模型的例子,但是他对这些问题缺少实质性的实验证据,未能写出无可辩驳的论述.论者可能认为牛顿只注重从实验运用归纳法得出定律,而无视演绎法的重要性.这是有违事实的.1713年牛顿在出版《原理》第2版时在给他的学生科茨的信中提到运动定律是居于首位的定律或称之为公理,并说它们都是从现象中推断或称演绎而来的,并运用归纳法使之普适化.牛顿说：“这是一个命题在哲学中所能达到最高境界的例证.”诚然,必须看到归纳与演绎不能人为地对立起来.恩格斯指出“归纳和演绎正如分析和综合一样,是必然相互联系着的.不应当牺牲一个而把另一个捧到天上去”.牛顿在此早着先鞭.关于实验与假设之间的关系,牛顿在各种场合都有论述.他在给奥尔登堡的信中说：“进行哲学研究的最好和最可靠的方法,看来第一是勤勤恳恳地探索事物的属性并用实验来证明这些属性.然后进而建立一些假说,用以解释这些事物的本性.”给科茨信中说：“任何不是从现象中推论出来的说法都应称之为假说,而这样一种假说无论是形而上学的还是物理学的,无论属于隐蔽性质的还是力学性质的,在实验哲学中都没有它们的地位.”牛顿这些论述奠定了自然哲学的基础,启开了实验科学的大门,300年来为自然科学的繁荣立下了不朽功勋.牛顿研究事物规律的方法不同于那些只从简单的物理假设出发的人,而是通过逻辑的演绎法得到对事物现象的解释.爱因斯坦指出：“牛顿才第一个成功地找到了一个用公式清楚表述的基础,从这基础出发他用数学的思维,逻辑地、定量地演绎出范围很广的现象并且同经验相符合.”“在牛顿之前还没有什么实际的结果支持那种认为物理因果关系有完整链条的信念.”牛顿是完整的物理因果关系创始人；而因果关系正是经典物理学的基石.牛顿出身于笃信基督教的家庭.在剑桥求学时代,他就怀着宗教生活里亦如科学实验一样可以自由自在的幻想和工作.《原理》完成后,他便着手有关基督教《圣经》的研究,并开始写这方面的著作,手稿达150万字之多,绝大部分未发表.可见牛顿在宗教著述上浪费了大量时间的精力.关于牛顿在1692～1693年间答复本特莱大主教4封信论造物主（上帝）之存在,最为后人所诟病.所谓神臂就是第一推动出于第四封信中.从现代宇宙学来说,第一推动完全可能在物理框架中解决,而无需“神助”.
　　牛顿反对当时的英国国教.他反对三一教义,但不鲜明表白自己的意志,只是隐蔽地表明不愿担任圣职.总之,在对于宗教问题上牛顿比之于他的先驱者如哥白尼、布鲁诺、伽利略等赴汤蹈火而不辞的精神,则逊色多了.
　　1942年爱因斯坦为纪念牛顿诞生300周年而写的文章,对牛顿的一生作如下的评价“只有把他的一生看作为永恒真理而斗争的舞台上一幕才能理解他”.此赞语最恰当不过的了.呵呵,够具体了吧?还想知道什么,请继续问哦