牛顿运动三大定律背后那些传说和伟大人物
以下摘录摘自“无声宇宙：隐藏在24个数学公式背后的故事”
[Meet]已获得授权，这本书是其中之一。
关于历史上最著名的天才物理学家，数学家和天文学家艾萨克·牛顿（Isaac Newton），建议观看[Meeting Mathimatics]今天，纪录片“ Isaac Newton：最后的魔术师”发行了。
古典物理学中最伟大的核心定律之一：牛顿运动的三个定律
询问大多数人，看看他们对牛顿的了解，您很可能会听到他们告诉您一个关于苹果从树上掉下来的故事。根据传说，牛顿看到苹果跌倒并意识到可以使用同一力量来解释地球的运动，从而构想了他的重力定律时，他受到了启发。后来人们在大火中增加了燃料，并说牛顿可能受到苹果猛击头的启发。
还有一个同样未经证实的传奇与此相反。它最初是在一本有趣的杂志上揭示的，称为英格兰的评论和询问。根据当时最著名的数学家卡尔·弗里德里希·高斯（Carl Friedrich Gauss）的名字，当时最著名的数学家卡尔·弗里德里希·高斯（Carl Friedrich Gauss）否认了以下方式：“苹果的历史真的很荒谬。毫无疑问，情况是如此。一个喜欢被纠缠的困惑的人来到牛顿，必须告诉他，重力法的伟大成就是“攻击”的。牛顿迅速摆脱了他，这是因为一个人在听到的那一刻，就知道了所有的东西。
人们应该如何理解这种传说？实际上，苹果的故事比高斯意识到的更多（如果他的上述介绍是真的）。
这个故事可以由两个消息来源证实，一个是著名的法国作家伏尔泰，他听到牛顿的侄女用自己的耳朵告诉他。很难说他类似于高斯对“一个喜欢被纠缠的困惑的人”的想象！人们可能会认为这个故事是一个在高密度编码之后实际发生的版本。如果您不知道密码，您会看到一个卡通风格的故事，高斯非常拒绝了。
有苹果树吗？好的。这棵树位于英格兰的厄索普（Ursop），位于艾萨克·牛顿（Isaac Newton）房屋的旧财产中。他一直住在那里直到1661年，然后去了剑桥的三一学院。最重要的是，在1665年，牛顿回到他的家乡，在乡村的宁静中度过了将近两年的一年，这是1665年的最后一场大瘟疫。在此期间，他建立了微积分的基础，并开始考虑行星运动的问题。 “当时我正处于发明和创造的高潮；从那时起，我对数学和哲学的关注更加关注数学和哲学。”
但是，牛顿不需要堕落的苹果来激发他的灵感，高斯对此完全正确。这个问题的历史已经超过一千年了，牛顿一定受到这个问题本身的启发。月亮，太阳和行星是否需要某种外力才能使它们移动？
如果需要，那呢？亚里士多德认为，构成天体的物质与地球不同，它们的自然轨迹是圆形的。开普勒认为，需要推动将行星保持在轨道上。笛卡尔或多或少同意这一点；在他精心发展的理论中，宇宙由漩涡组成。这些漩涡横跨绕行的行星。作为一名年轻的学者，牛顿自然会热情地关注当时的主要科学辩论之一。他设计了一个系统，在该系统中，苹果和地球遭受了相同的力量。 （这就是为什么苹果公司拥有如此重要的位置！牛顿在这一点上不同意亚里士多德的同意。）值得注意的是，行星总是自由地落下；他们不需要动力。 （牛顿在这一点上不同意笛卡尔和开普勒。）
上图显示了艾萨克·牛顿（Isaac Newton）于1668年建造的第一个反射望远镜；图片中的背景是牛顿的手稿“自然哲学的数学原理”
尽管苹果的故事具有一定的价值开元棋官方正版下载，但它无法解释牛顿最终如何使整个科学界接受他的理论。他的杰作《数学哲学的原理》（通常以拉丁语名称称为原理）对于物理学而言是欧几里得的原始几何学对几何形状的重要性。在本书的第一部分中，牛顿描述了三个公理，即遵循世界上万物运动的三个法律，无论它们是苹果还是卫星。后来，他添加了普遍重力定律，该定律定量说明了物体如何通过重力相互吸引。仅基于这些原则，他证明了围绕太阳的行星遵守开普勒的三个法律。
实际上，开普勒的第一定律可能是牛顿写“原则”的主要原因。其他几位物理学家，尤其是牛顿的竞争对手罗伯特·胡克（Robert Hook），以及建筑师克里斯托弗·雷恩（Christopher Renn）和荷兰物理学家克里斯蒂安·霍根斯（Christian Huygens），在1780年代初期已经触动了他们。普遍重力“牛顿”定律的阈值。但是他们无法证明该法律使行星的轨道椭圆形的原因。他们只能处理数学上更简单的循环轨道的情况。 1684年，牛顿的朋友埃德蒙顿·哈雷（Edmonton Halley）问牛顿，他是否可以证明地球的轨道是椭圆形。牛顿说他可以，然后哈雷消耗了一千个技巧，最后说服了牛顿发表他的论点。结果在三年后发布，但这远远超出了解决问题的水平。它为所有未来的物理书定下了基调。
埃德蒙顿·哈雷（Edmonton Halley）英国天文学家，地理学家，数学家，物理学家计算了哈雷的彗星的轨道，并预测其返回
哈雷慷慨地支付了牛顿出色工作的一部分；他的正义行为最终以非常独特的方式获得了回报：除了苹果和行星外，牛顿的理论还可以应用于彗星。实际上，这正是牛顿本人强调的。由于彗星的轨道是椭圆形的，因此它们一定会一次又一次地返回。哈雷意识到已经观察到了一个特定的彗星，并且在大约75年的周期中返回：1456、1531、1606和1682。因此，他正确地预测了该彗星将在1758年再次返回（然后他已经去世了）。从那以后，该彗星每75至76年返回一次开yun体育官网入口登录app，人们现在称其为Halley的彗星。
牛顿的第一定律说，移动物体将始终保持统一的线性运动，除非有外部力阻止它或改变其运动方向。起初，这听起来很令人惊讶：无论如何，高尔夫球不会永远向前移动，而星球的轨道也不是笔直的。在这两种情况下，原因在于作用于物体的外力。作用在高尔夫球上的外力是地球的吸引力，风在空中时的阻力以及降落后的地面摩擦。对于行星来说，这种无形的力是太阳的吸引力。
牛顿的第二定律指出，作用在物体上的力量等于其势头的变化率。我们可以用微积分的语言将其编写为
回想一下，d/dt代表变化速率，MV（其中m是对象的质量，V是其速度）代表动量。在大多数实际条件下，物体的质量不会改变。在这种情况下，牛顿的第二定律为f = ma（即力等于质量乘以加速度）；今天，每个开始学习物理学的学生都是关于这一切的熟悉的。
牛顿的第三定律是：“对于任何力量，都有与其大小相反的反应力。”物理学家不会像使用前两个法律那样频繁使用该法律，但可以解释这一点。许多现象开yunapp体育官网入口下载手机版，包括火箭为什么能起作用。火箭在喷嘴上排出推进，从而产生了反应力：这使火箭沿相反方向加速。
这三个定律一起解释了所有力如何影响所有固体的运动。另一方面，牛顿的重力定律只能应用于一种力量：重力。该定律说，重力的大小分别存在于质量M和M的两个物体之间：
分母r^2表示重力强度与行星和太阳之间的距离R的平方成反比。 （这是胡克，雷恩和霍根斯已经猜到的。）负符号和矢量r∧（发音为“ r-cap”）表明，力的方向指向太阳。换句话说，开普勒和笛卡尔是错误的。没有力量沿轨道驱动星球，而只是横向重力，即对太阳的重力。
牛顿的真正独特成就是他使用微积分将重力定律与运动定律结合起来的能力，从而建立并随后求解了描述地球轨道的方程式。当人们不仅可以观察并预测和控制行星的运动并最终观察，预测和控制火箭和航天器的运动时，牛顿的物理见解和数学工具一起指导了天体动力学的新时代。来临。
（超过）
“沉默的宇宙：隐藏在24个数学公式背后的故事”
滑动以阅读介绍和目录
“沉默的宇宙”告诉您人类历史上24个美丽而伟大的公式背后的故事，从基本的1+1 = 2到揭示电磁现象的“麦克斯韦方程式”，从著名的e = mc^ 2到神秘的”汉密尔顿的四个方程式”，清楚地解释了每个方程的含义，谁（如何发现）以及他们在人类发展史和现实生活中所扮演的巨大作用。
这些故事都是知识渊博和有趣的，例如：
发现世界上最简单的方程式，这是什么意思；
如果“ 0”的概念在世界上从未存在，该怎么办？
牛顿的运动法则如何使人类完成所有这些工作 - 从建造桥梁到预测天气；
可怜的雪茄如何改变量子力学的进程；
为什么鲸鱼（如果能够与我们交流）教我们几何学的概念完全不同？
同时，这本书还解释了为什么这些方程式说明了宇宙的永恒秘密，而没有人类表达能够与之相匹配。最重要的是，它们如何影响人类历史和我们的日常生活。
顺序
简介：算盘与阿拉伯数字
第1部分：古代定理
1。为什么我们相信算术：世界上最简单的公式
2。抵制新概念：零的发现
3。斜面的正方形：毕达哥拉斯定理
4.4。圆圈游戏：发现π
5。从Zeno的悖论开始：无限的概念
6。杠杆的重要性：杠杆原则
第2部分：探索时代定理
7。口吃者的秘密：Cardano公式
8。九天堂命令：开普勒的行星行动定律
9.写作永恒：费玛特的最后定理
10。从未探索过的大陆：微积分的基本定理
11。关于苹果，传奇...和彗星：牛顿定律
12。伟大的探险家：欧拉的定理
第3部分：普罗米修斯时代的定理
13。新代数：汉密尔顿和四元
14。两个流星：群体理论
15。鲸鱼的几何形状和蚂蚁几何形状：非欧洲几何形状
16。我们信任质数：质数定理
17。关于家谱：傅立叶系列的想法
18。在上帝眼中看到的光：麦克斯韦的方程式
第4部分：我们时代的定理
19。光电效应：量子和相对论
20。从低品质的雪茄到威斯敏斯特大教堂：狄拉克配方
21。
22。无限一件事：连续假设
23。混乱理论：洛伦兹方程
24。老虎驯服：黑色 - choles方程
结论：将来会发生什么？
致谢
翻译笔记
