牛顿的科学成就与历史地位 - 图文

由天下分享时间：2025/3/20 23:40:57 加入收藏我要投稿点赞

用这样的方了椭圆轨道但是它是否一本牛皮书知了，可肯诺贝尔奖或

法，牛顿终于证明上引力平方定律，得到Wren 舍得赠的“奖”就不得而定的是他未得到菲尔兹奖，连剑桥

大学或皇家学会的任何奖都未得到。

（2）引力与相作用物体的质量成正比问题：这需要质量概念的突破，第二定律本身并未提供，

因

此他在1984年底写的《论物体的运动》的定义5手稿中说： “因为运动的量是由速度乘以运动物体得出的，加速力的量是由加速的力乘以同一物体得出的……所以地面上附近的加速力的量一样，动体的重力或重量与物体成比例。当物体进一步从地球退离，上升到加速量较小的地方，重量相等地减少，将永远与物体乘以加速的重力成正比”。这就是动量=物体乘以速度P=mv；

加速力的量=加速的力乘以物体: f=ma;

加速重力的量或重力与物体成正比： w∞m, 与物体乘以加速的重力成正比：w=mg。

由于解决了f∞m 和w∞m，从而解决了万有引力与相作用物体的直链之间的关系。（3）万有引力定律的发现：必须解决从向心力向万有引力概念的过渡必须解决从地球重力向天体引力的过渡，必须解决天体计算上重心向中心的过度

第一卷命题LXXVI 和定理 XXXVI 论证了从质点之间和从支点到二球体之间的引力与它们中心间的距离成反比。在此定理的系2中论证了引力与相互作用而物体的质量乘积成正比。最后在《原理》

第三卷的命题VII和定理VII中得出：一切行星以重力相互吸引……也证明了这些行星之一的重力与它们含有的质量成正比。

“万有引力”一词在第三卷的《哲学退离规则III》中给出“universal gravitation”. （4）关于万有引力定律发现权的争论：

? 关于引力平方反比定律的争论：在胡克与牛顿之间发生二次，以牛顿胜利告终。

? 关于万有引力传递机制的争论：发生在牛顿与教会和卫道士科学家之间，发生在牛顿学派与莱

布尼茨学派之间，以皇家学会裁决：牛顿是第一发现者。

5。光学上的成就：

（1）首先实验发现日光七色光谱（1664-1665， Waste Book） (2 ) 光的颜色理论：光的颜色决定于光的不同折射率（3）发明反射式望远镜。

（4）提出光的微粒说，导致光的量子论和成光的波粒二象性来源之一（5）馆的薄膜实验和提出牛顿环理论

（6）首次计算出光的半波长为1/89000英寸= 2854?, 鱼线在黄光的半波长2855?十分相符（7）提出光的绕射现象 ? 光学上看法的争论：

与笛卡儿学派关于光是微粒还是以太波动的争论

与胡克关于光是微粒还是以太振动及颜色来源的争论与笛卡儿-惠更斯学派关于光的颜色的争论

五、化学上的贡献

牛顿从1670年代起，特别在1690年代在化学研究上付出比物理还要大的得多的时间和精力，留下的炼金术和化学实验资料达二三百万字，为此他在1687-1692年间写的《化学》手稿在意外失火中烧毁，并且未再补写，否则还会有不少化学上精彩的遗产流传下来。这里只谈有益于近代化学发展的贡献： 1. 采用大量实验方法研究化学作用，甚至自制仪器设备。自己带个助手作实验。兴起化学实验之风。 2. 提出了很多的元素和化合物的化学符号，为John Dalton后来的工作的先导。

3. 用物理的粒子组成学说和引力与斥力的观点研究物质组成：提出同种最小粒子——原子靠引力而结

成不同层次较粒子和颗粒的学说，多达七层次以上，直到可见物体。

4. 用引力大小说明物质的化合和分解、溶解和融解。材料的比重差异在于粒子精细程度的不同结合。

并容易说明物质三态的变化和元素间的嬗变。在1692年的《论酸的性质》手稿中写道： “金有相互接触的粒子，其总合可称为为第一类组成的总合，其总合的总合称为第二类的总”，以此类推。汞能“通过而且王水更能通过最后一类粒子间的孔隙，而其他的却不能。如果容积能通过这些其他类型的粒子间隙，或者第二类组成的金子的部分如果能被分开，就将成为其他金属。如果金子能发酵，它就能转变成任何物质”。 1946年皇家学会几年牛顿诞辰200周年时，前苏联的瓦维洛夫（С.И.вабылов）院士说：

“牛顿将化学分子的复杂性分为两级：第一级和第二级，因此第一级的复杂性（核）具有很小的体积。如果考虑到牛顿在用词上很谨慎的话，则这种区分可真可以认为是天意了。因此，有充分的根据可以看出，牛顿对于化学原子的复杂性和存在具有极坚固的小原子进行猜测的明确意义。在这个意义上说牛顿是卢瑟福的先导”。

5. 从粒子和力的观点提出无机物与生物之间的物质转化，以及精神的来源；他用电精（以太微粒子）

的传递观点分析和说明感觉—神经—大脑—神经—肌肉—动作反应的传递机制，与今天的神经传递的钠、钾离子传递理论十分符合。他排除了心灵论、神创论和神经与肉体二元论，追求唯物的和科学的解决。

6. 进行定量分析和置换关系的实验和测量：他在1692年已经认识到酸、碱、土之间存在既定数量的

化合关系。在《光学. 疑问31》中他写道：

“当金属受到少许的酸腐蚀时，变成了锈，它是一种无味的土，不溶于水。当某些石头

如铅矿石溶于特定的溶剂时变成了盐，这些东西不就显示出它在水中成为可以溶解的那

样数量的酸吗？土不是就会变成了一种盐吗？”。从下面的手稿可以看出，他写的金属置换关系与今天的完全完全一致：

“当将潮解的酒石酸盐加入到任何的金属溶液中，使金属沉淀并以泥浆的形式将它沉淀

到液体的底部：这不就证明酸粒子受到酒石酸盐较强烈的吸引比受到金属的吸引更强吗？所以，当硝酸中的铁溶液溶解碳酸锌矿石时析出铁，或者一种铜溶液溶解后浸入其中的

铁而析出铜，或者一种银溶液溶解铜而析出银，或者在硝酸中的一种汞溶液浇到铁、铜、锡或铅上，溶解金属而析出汞。这不就证明硝酸的酸粒子受到碳酸锌的吸引力比受到铁的吸引力更强吗？按照同样的道理，要溶解铁比溶解铜并不需要更多的硝酸、溶解铜不比溶解其他金属需要得更多，所有金属的道理都相同，铁是最容易溶解的，最容易生锈，铁之后不就是铜吗？”

这一系列现象表明，各种金属在硝酸中的置换次序为铁- 铜- 银- 锡- 铅- 汞，这个置换次序与现在高中化学教科书中的置换次序完全一样，它说明牛顿确实对他们作过大量的实验，并摸索出一定的规律，实际上这就是溶液中的电位次序。按照电位次序，牛顿先后提出了“交际力”（sociability）和“亲和力”（affinity，1692《论酸的性质》）的概念。1718年法国的日夫鲁瓦（E。F。Geoffroy）提出了元素亲和力表，它成为后来化学价键理论的基础，因而具有重要意义。

7. 牛顿是继波义耳之后，在从炼金属向化学转化的过程中起了重大作用的人物，他逐步通过实验和用

科学的粒子和力的观点，将对化合与分解的理解纳入科学的轨道。他的工作为摆脱神创论和炼金术中的迷信色彩起了关键的作用。道尔顿在1810年1月10日在皇家学院发表的讲演中，提出8条要点，其中竟有4点注明”见牛顿的著作”。并且，他的亲和力概念和以粒子说表现的原子论观点，成为道尔顿化学原子论的先导。正如帕廷顿（J.R.Partington）在他的巨著《化学史》第四卷中所说：“所以道尔顿不是建立在任意规则的基础上，而是建立在牛顿原子论的基础上……除去牛顿的原子理论之外，他似乎排除了任何的外部影响……我们必须探索它的来源并归之于牛顿”。

六、流体力学上的贡献

牛顿将他的《原理》第二卷献给了流体力学原理，他用实验和微积分分析对各种形状物体运动在静止的和低速的流体中产生阻力的研究，提出其阻力与速度的平方成比例。他提出了流体中抛射体和圆周运动体的运动阻力计算，弹性流体中脉冲运动速度与流体的弹性力和密度的平方分别成正、反比。这些工作为低速流体力学奠定了的理论和研究方法的基础。

七、开创了彗星理论、月球理论和宇宙系统论，发展了伽利略的潮汐理论八、在科学和文化上的划时代贡献

1．牛顿的科学理论将科学从中宗教神学和神创论的统治下较彻底地解放出来 2．将自然科学从自然哲学的思辨中分离出来

3．它奠定了近代理论物理和理论力学的基础，在前人静力学的基础上开创了动力学

4．在人类历史上首次用力学和运动原理，将天上和地上的规律统一起来，将“神创的”万象纳入科

学的探索和理解的轨道

5．他发明的微积分人类历史上最伟大的数学发现之一，为近代科学的后来迅速大发展提供了最有力

的数学工具

6．他集近代前期科学的大成，并做出很多学科划时代的、原创性的巨大贡献

7．他将实验、归纳和分析研究方法结合，运用分析与综合的数理方法，使机械论、因果轮系统化，

成为近代科学方法的代表。

8．牛顿的原子论物质观、科学的物质组成粒子说、动力学、引力相互作用，以及机械唯物论的方法

论，对欧洲大陆和世界的科技界、教育界、文化界和政治界，产生重大影响。它通过法国的启蒙运动和百科全书学派，对法国大革命产生重大影响，一个科学家及其科学理论产生如此重大的社会影响，是古今所未有过的。