牛頓發(fā)明了什么

牛頓是英國(guó)偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家，他和蘋(píng)果的故事相信我們都聽(tīng)過(guò)，萬(wàn)有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律奠定了他在物理屆的成就。

牛頓發(fā)明了什么

1、在力學(xué)上，牛頓闡明了角動(dòng)量守恒的原理。

2、在光學(xué)上，牛頓發(fā)明了反射式望遠(yuǎn)鏡，并基于對(duì)三棱鏡將白光發(fā)散成可見(jiàn)光譜的觀(guān)察，發(fā)展出了顏色理論。

3、牛頓系統(tǒng)地表述了冷卻定律，并研究了音速。

4、在數(shù)學(xué)上，牛頓與戈特弗里德·萊布尼茨分享了發(fā)展出微積分學(xué)的榮譽(yù)。

5、牛頓證明了廣義二項(xiàng)式定理，提出了“牛頓法”以趨近函數(shù)的零點(diǎn)，并為冪級(jí)數(shù)的研究作出了貢獻(xiàn)。

關(guān)于牛頓的簡(jiǎn)介

牛頓是英國(guó)數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家和物理學(xué)家。1642年12月25日出生于英國(guó)北部林肯郡的偏僻農(nóng)村，伍爾索樸的一個(gè)農(nóng)民家里，出生前2個(gè)月，牛頓的父親就去世了。 他的父親名叫伊薩克，可他的母親仍把兒子的名字叫做伊薩克，牛頓出生時(shí)才3磅，接生婆甚至沒(méi)料到他能活下來(lái)，更沒(méi)有料到他竟活到85歲高齡，而且是世界上出類(lèi)拔萃的科學(xué)家。

1661年，牛頓考上劍橋大學(xué)三一學(xué)院，學(xué)院的巴羅教授發(fā)現(xiàn)牛頓是個(gè)人才，推薦他當(dāng)研究生。1665年，畢業(yè)后牛頓留在大學(xué)研究室。這年6月間，學(xué)校關(guān)門(mén)，牛頓只好回到家鄉(xiāng)。

這期間，他把主要精力集中于科學(xué)研究。他系統(tǒng)地整理了大學(xué)里學(xué)習(xí)過(guò)的功課，潛心研究了開(kāi)普勒、笛卡爾、阿基米德和伽利略等前輩科學(xué)家和主要論著，還進(jìn)行了許多科學(xué)試驗(yàn)。

牛頓在家鄉(xiāng)避疫的兩年間，幾乎考慮了一生中所研究的各個(gè)方面。特別是他一生中的幾項(xiàng)主要貢獻(xiàn)：萬(wàn)有引力定律、經(jīng)典力學(xué)、流數(shù)學(xué)和光學(xué)等基本上都萌發(fā)于1665——1666年間。

1668年，獲碩士學(xué)位。1669年，由巴羅教授推薦，27歲的牛頓當(dāng)了數(shù)學(xué)教授。他擔(dān)任此職務(wù)，前后共26年。

牛頓的求學(xué)歲月

1661年，19歲的牛頓以減費(fèi)生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，靠為學(xué)院做雜務(wù)的收入支付學(xué)費(fèi)，1664年成為獎(jiǎng)學(xué)金獲得者，1665年獲學(xué)士學(xué)位。

17世紀(jì)中葉，劍橋大學(xué)的教育制度還滲透著濃厚的中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)的氣味，當(dāng)牛頓進(jìn)入劍橋時(shí)，那里還在傳授一些經(jīng)院式課程，如邏輯、古文、語(yǔ)法、古代史、神學(xué)等等。兩年后三一學(xué)院出現(xiàn)了新氣象，盧卡斯創(chuàng)設(shè)了一個(gè)獨(dú)辟蹊徑的講座，規(guī)定講授自然科學(xué)知識(shí)，如地理、物理、天文和數(shù)學(xué)課程。

講座的第一任教授伊薩克·巴羅是個(gè)博學(xué)的科學(xué)家。這位學(xué)者獨(dú)具慧眼，看出了牛頓具有深邃的觀(guān)察力、敏銳的理解力。于是將自己的數(shù)學(xué)知識(shí)，包括計(jì)算曲線(xiàn)圖形面積的方法，全部傳授給牛頓，并把牛頓引向了近代自然科學(xué)的研究領(lǐng)域。

在這段學(xué)習(xí)過(guò)程中，牛頓掌握了算術(shù)、三角，讀了開(kāi)普勒的《光學(xué)》，笛卡爾的《幾何學(xué)》和《哲學(xué)原理》，伽利略的《兩大世界體系的對(duì)話(huà)》，胡克的《顯微圖集》，還有皇家學(xué)會(huì)的歷史和早期的哲學(xué)學(xué)報(bào)等。

牛頓在巴羅門(mén)下的這段時(shí)間，是他學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期。巴羅比牛頓大12歲，精于數(shù)學(xué)和光學(xué)，他對(duì)牛頓的才華極為贊賞，認(rèn)為牛頓的數(shù)學(xué)才華超過(guò)自己。后來(lái)，牛頓在回憶時(shí)說(shuō)道：“巴羅博士當(dāng)時(shí)講授關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的課程，也許正是這些課程促使我去研究這方面的問(wèn)題。”

當(dāng)時(shí)，牛頓在數(shù)學(xué)上很大程度是依靠自學(xué)。他學(xué)習(xí)了歐幾里得的《幾何原本》、笛卡爾的《幾何學(xué)》、沃利斯的《無(wú)窮算術(shù)》、巴羅的《數(shù)學(xué)講義》及韋達(dá)等許多數(shù)學(xué)家的著作。

其中，對(duì)牛頓具有決定性影響的要數(shù)笛卡兒的《幾何學(xué)》和沃利斯的《無(wú)窮算術(shù)》，它們將牛頓迅速引導(dǎo)到當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)最前沿——解析幾何與微積分。1664年，牛頓被選為巴羅的助手，第二年，劍橋大學(xué)評(píng)議會(huì)通過(guò)了授予牛頓大學(xué)學(xué)士學(xué)位的決定。

由于牛頓在劍橋受到數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的熏陶和培養(yǎng)，對(duì)探索自然現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的興趣，家鄉(xiāng)安靜的環(huán)境又使得他的思想展翅飛翔。1665——1666年這段短暫的時(shí)光成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金歲月，他在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過(guò)的問(wèn)題，踏進(jìn)了前人沒(méi)有涉及的領(lǐng)域，創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績(jī)。

1665年初，牛頓創(chuàng)立級(jí)數(shù)近似法，以及把任意冪的二項(xiàng)式化為一個(gè)級(jí)數(shù)的規(guī)則；同年11月，創(chuàng)立正流數(shù)法（微分）；次年1月，用三棱鏡研究顏色理論；5月，開(kāi)始研究反流數(shù)法（積分）。

這一年內(nèi)，牛頓開(kāi)始想到研究重力問(wèn)題，并想把重力理論推廣到月球的運(yùn)動(dòng)軌道上去。他還從開(kāi)普勒定律中推導(dǎo)出使行星保持在它們的軌道上的力必定與它們到旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比。牛頓見(jiàn)蘋(píng)果落地而悟出地球引力的傳說(shuō)，說(shuō)的也是此時(shí)發(fā)生的軼事。

總之，在家鄉(xiāng)居住的兩年中，牛頓以比此后任何時(shí)候更為旺盛的精力從事科學(xué)創(chuàng)造，并關(guān)心自然哲學(xué)問(wèn)題。他的三大成就：微積分、萬(wàn)有引力、光學(xué)分析的思想都是在這時(shí)孕育成形的。可以說(shuō)此時(shí)的牛頓已經(jīng)開(kāi)始著手描繪他一生大多數(shù)科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。

1667年復(fù)活節(jié)后不久，牛頓返回到劍橋大學(xué)，10月1日被選為三一學(xué)院的仲院侶（初級(jí)院委），翌年3月16日獲得碩士學(xué)位，同時(shí)成為正院侶（高級(jí)院委）。1669年10月27日，巴羅為了提攜牛頓而辭去了教授之職，26歲的牛頓晉升為數(shù)學(xué)教授，并擔(dān)任盧卡斯講座的教授。

巴羅為牛頓的科學(xué)生涯打通了道路，如果沒(méi)有牛頓的舅父和巴羅的幫助，牛頓這匹千里馬可能就不會(huì)馳騁在科學(xué)的大道上。巴羅讓賢，這在科學(xué)史上一直被傳為佳話(huà)。

建立微積分

在牛頓的全部科學(xué)貢獻(xiàn)中，數(shù)學(xué)成就占有突出的地位。他數(shù)學(xué)生涯中的第一項(xiàng)創(chuàng)造性成果就是發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理。據(jù)牛頓本人回憶，他是在1664年和1665年間的冬天，在研讀沃利斯博士的《無(wú)窮算術(shù)》時(shí)，試圖修改他的求圓面積的級(jí)數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)這一定理的。

笛卡爾的解析幾何把描述運(yùn)動(dòng)的函數(shù)關(guān)系和幾何曲線(xiàn)相對(duì)應(yīng)。牛頓在老師巴羅的指導(dǎo)下，在鉆研笛卡爾的解析幾何的基礎(chǔ)上，找到了新的出路?？梢园讶我鈺r(shí)刻的速度看是在微小的時(shí)間范圍里的速度的平均值，這就是一個(gè)微小的路程和時(shí)間間隔的比值，當(dāng)這個(gè)微小的時(shí)間間隔縮小到無(wú)窮小的時(shí)候，就是這一點(diǎn)的準(zhǔn)確值。這就是微分的概念。