艾萨克·牛顿的发明

由:罗伯特·兰姆特里斯坦料斗|

艾萨克·牛顿爵士:所有这些,还有更多!“width=
艾萨克·牛顿爵士:所有这些,还有更多!
Dorling Kindersley/The Agency Collection/盖蒂图片社

你可能知道艾萨克·牛顿爵士(1642-1727)是“那个苹果和重力的家伙”,但他位于威斯敏斯特教堂的坟墓上的铭文暗示着更大的奇迹。根据雕刻的拉丁文字,里面埋葬的不仅仅是一个伟人的尸骨,而是有史以来最伟大的人的尸骨。

“凡人欢喜”记载,“有已经存在这样和如此巨大的人类的装饰品!”

广告

即使是一篇悼词,你也不得不承认这是一种荒谬的赞美——至少一开始看起来是这样。

牛顿出生在一个没有受过教育的农民家庭,去世时却是一位真正的博学家——一位著名的天文学、化学、数学,物理学和神学。他无尽的好奇心促使他去解决小到尿尿猫的问题,大到人类在宇宙中的最终目的的问题。

牛顿的许多发明、发现和轻率的想法使我们得以一窥他的传奇思想。让我们以一种震撼的方式开始吧。

10:牛顿轨道炮

大炮在战斗。“width=
大炮在战斗。
©HowStuffWorks 2011

对于一个杜撰的传说,牛顿的故事和苹果是snoozer的东西 - 尤其是当你考虑到男子竟如何思考的重力物理学.在阐述他的万有引力定律牛顿在书中描述了一座如此巨大的山,它的顶峰直插太空——他就在那里放了一门巨大的大炮。

不,牛顿没打算向外星入侵者开火。他的轨道大炮仅仅是一个思想实验,用来解释一个物体如何围绕另一个物体运行。在这个理论上的超级武器里装火药太少或太多,炮弹要么会落回地球表面,要么会飞向外太空。

广告

然而,只要有适量的火药,炮弹就会以足够的速度落向地球,与地球偏离它的速度相同。牛顿写道,炮弹会以自由落体的形式一直绕着地球旋转,实际上是绕着地球旋转。

1687年首次发表的牛顿万有引力定律提出,所有粒子都有万有引力,而万有引力——受质量和距离的影响——普遍支配着从地面雨到行星轨道的一切运动。而爱因斯坦后来他更新了牛顿理论的一些细节,这位16和17世纪的物理学家为我们现代对引力的理解奠定了坚实的基础。

牛顿猫门

牛顿把室内猫和室外猫的世界连接起来了吗?“width=
牛顿把室内猫和室外猫的世界连接起来了吗?

当艾萨克·牛顿没有设想太空大炮,也没有弄清楚是什么把宇宙维系在一起的时候,他就把他相当大的智慧应用到其他问题上——比如如何防止猫抓门。

牛顿从未结婚了和培养少数的友谊,但他在他的生活猫狗做腾出空间。来源改变这种关系究竟是如何发挥出来。一些当代历史学家标注他是一个动物爱好者,而其他账户告诉关于命名为钻石的宠物狗可疑的故事。一些历史学家甚至怀疑他所拥有的宠物都没有。

广告

故事是这样的:剑桥大学牛顿实验不断打断了他的猫抓在他的办公室的门,所以他召见了剑桥的木匠,他看见两个洞在门:一个大洞的猫妈妈和一个小她的小猫。当然,因为小猫们只是跟着它们的妈妈穿过了大洞,小洞就没人用了。

“不管这种说法是对还是错,无可争辩的是,直到今天,门上都有两个合适尺寸的塞孔,分别为猫和小猫的出口,”一位牛顿的同时代人在牛顿的几年后写道死亡[来源:莱特].

陪审团仍列于这个故事。牛顿可能已经发明了世界上最流行的猫的配饰之一 - 或某人在剑桥只是喜欢钻洞随意。

8:布设运动三定律

这座青铜雕像由萨尔瓦多·达利设计,描绘了超现实主义的艾萨克·牛顿手持一个代表宇宙中心的球体。“width=
这座青铜雕像由萨尔瓦多·达利设计,描绘了超现实主义的艾萨克·牛顿手持一个代表宇宙中心的球体。
克里斯蒂娜•阿里亚斯/盖/盖蒂图片社

尽管一些历史学家怀疑牛顿家养宠物的故事,但不可否认的是,他对我们现代物理学的理解产生了影响。就像他阐述了重力在他的万有引力定律中,他也切入了运动本身的核心运动定律在1687以下是他们都向下突破:

  1. 除非受到外力的作用,物体将保持静止或沿直线运动。
  2. 当力作用于物体时,物体会加速(力=质量x加速度)。
  3. 对于每个作用力,都有一个大小相等、方向相反的反作用力。

人们很容易把这些三部法律是理所当然的,然而,随着运动的几个世纪的基本概念搏斗学者。希腊哲学家亚里士多德认为烟雾向上移动,因为烟雾主要是空气,因此有意识地决定去而起,其空气哥们其余挂出。法国哲学家笛卡尔设计了非常相似,牛顿的第一和第三部分的法律运动定律,但他仍然认定神原动机。

广告

牛顿三定律因其简单而美丽,使科学家们能够理解从亚原子粒子到螺旋星系的一切运动。

《魔法石》

这幅David Ryckaert III于1634年创作的画作描绘了一位正在工作的炼金术士。“width=
这幅David Ryckaert III于1634年创作的画作描绘了一位正在工作的炼金术士。
Imagno /模特肖像权/盖蒂图片社

牛顿对知识的渴求让他获得了无数科学发现,但也至少让他踏上了一趟弯弯曲曲的山羊之旅,去探索炼金术的传奇魔法石

对石头的描述各不相同,但它本质上是一个人造的石头或长生不老药,能够赋予普遍的变化。它可以把铅变成金子治愈疾病甚至改变一个无头变成一群蜜蜂

广告

为什么最伟大的科学偶像之一会涉足炼金术?要回答这个问题,你必须记住,科学革命在17世纪刚刚兴起。炼金术并没有因为过时的江湖骗术而被淘汰,尽管它们有神秘主义和神秘哲学,炼金术书也涉足了非常真实的化学。

然而,三十年的实验笔记显示,牛顿的目标远不止化学反应或黄金的前景。根据历史学家威廉·纽曼的说法,他寻求“超越自然的无限力量”[来源:NOVA].

这使牛顿找到了关于哲学家之石的文本,他试图破译这些文本,以便产生这种神秘的物质本身。牛顿最终成功地制造出了一种紫铜合金。虽然算不上一项发明,但这块石头充分说明了这个科学偶像的思想和时代。

2005年,历史学家纽曼按照牛顿的300岁的笔记转载此相同的石头。未报告蜕变。

《微积分,我是你的父亲

牛顿下降一些数学知识。“width=
牛顿下降一些数学知识。
赫尔顿存档/盖蒂图片社

无论你的高中微积分课让你神魂颠倒还是击垮了你的精神,你都可以把这一切归咎于艾萨克·牛顿。看到的,数学是我们用来衡量宇宙相互联系的系统,但像他那个时代的许多科学家一样,牛顿发现现有的代数和几何根本不足以满足他的科学需求。让我们来理解一下:对于牛顿来说,现有的数学还不够先进。

当时的数学家能计算出船的速度,但他们无法计算出船的加速速度。他们可以测量航行炮弹的角度,但他们没有办法计算出哪个角度能让炮弹飞得最远。他们需要的是一种数学方法来计算涉及变量变化的问题。

广告

这是牛顿所面临的问题的时候爆发黑死病在1665年春天袭击了英格兰瘟疫肆虐的市民纷纷倒地身亡,剑桥关闭了一家商店,牛顿花了18个月的时间构想出了他所谓的“流动科学”的起源。

今天我们把它称为微积分,是物理学家、经济学家和概率科学家的重要工具。在20世纪60年代,它甚至使之成为可能阿波罗工程师从地球图表路线向月亮

当然,牛顿不能独揽功劳。他通常与德国数学家戈特弗里德·莱布尼茨(Gottfried Leibniz)分享这一成就,莱布尼茨大约在同一时期独立开发了微积分。

5:在彩虹

牛顿用玻璃棱镜使光分散。“width=
牛顿用玻璃棱镜使光分散。
Apic /赫尔顿存档/盖蒂图片社

彩虹,那是什么?你以为你的秘密不会被艾萨克·牛顿发现吗?再猜一次,因为在1704年,他写了一本关于折射的书.这幅名为“Opticks”的作品改变了我们对光和颜色的看法。

当天的科学家们知道,当光线被折射及反射在雨滴形成的彩虹,但他们不知道为什么彩虹是如此丰富多彩。当牛顿首先开始了他的研究在剑桥,共同的理论是,水在某种程度上染阳光不同的颜色。

广告

牛顿用一盏灯和一个三棱镜做实验,让白光穿过三棱镜,把它分成五颜六色的彩虹。棱镜的把戏并不是什么新鲜事,但科学家们认为是棱镜给光着色的。然而,通过将散射光束反射到另一个棱镜,牛顿将它们重新变成了白光,证明了颜色是光本身的特征。

吃吧,彩虹。牛顿看穿了你,他用这些知识创造了我们名单上的下一项发明。

4:通过反射望远镜

在伦敦皇家学会,牛顿的望远镜就放在这位伟大人物的雕像旁边。“width=
在伦敦皇家学会,牛顿的望远镜就放在这位伟大人物的雕像旁边。
彼得Macdiarmid /盖蒂图片社

牛顿出生在一个暗淡无光的时代望远镜.即使是更好的模型使用了一组玻璃透镜放大的图像。通过他的实验颜色,牛顿知道镜头在不同角度折射不同的色彩,营造了观众一个模糊的图像。

作为一种改进,牛顿提出使用反思镜子而不是折射透镜。一个大镜子会捕捉图像,然后一个小镜子会把它弹到观众的眼睛里。这种方法不仅能产生更清晰的图像,还能让望远镜更小。

广告

当然,苏格兰数学家首先提出了反射望远镜的想法,但实际上是牛顿收集了能量建造了一个。牛顿亲自打磨镜子,组装出一个原型,并于1670年提交给皇家学会。该设备只有6英寸(15厘米)长,没有颜色折射,放大率为40倍。

直到今天,几乎所有的天文台都在使用牛顿最初设计的变体。

《完美硬币

挖出那些磨过的边缘。“width=
挖出那些磨过的边缘。
科林·霍金斯/ Photodisc /盖蒂图片社

在这一点上,你可能很清楚牛顿的强迫性天性。因此,1696年,当这位著名的发明家被任命为皇家铸币局(Royal Mint)的典狱长(Warden)时,他乔装改扮,走上伦敦的穷街小巷,进行彻底的铲除,也就不足为奇了造假者

艾萨克·牛顿基本上是17世纪的人蝙蝠侠

广告

由于伪造货币在当时的英国是一项死罪,被他绳之以法的罪犯通常会被处以死刑。

见,由17世纪末期,英国的金融体系在危机全面爆发模式。该国的货币完全银币组成,而银往往价值超过印在它的价值。那么,什么没人呢?为什么,他们回炉的硬币或“剪切”银从边缘卖给法国。

在牛顿时代,剪报已经在国家的货币上做了一个数字。一袋普通的英国硬币只是一堆破损的、无法辨认的银块。因此,伪造者有了机会。由于英国硬币在大小和质量上差异很大,即使是最粗糙的仿冒品也很容易被冒充成法定货币。随着人们对英国货币信心的暴跌,骚乱爆发了。

所以在1696年,英国政府请来了牛顿。除了亲自动手打击犯罪,他还召回了所有的英国硬币,并将它们熔化,重新制作成质量更高、更难伪造的设计。考虑到整个国家一整年都没有货币,这是一个大胆的举动。牛顿每天工作长达18个小时,他将皇家造币厂重组为高质量、高效率的工厂,大量生产抗伪造货币。

你知道美国地区边缘的那些山脊吗?这些都是铣削的边缘,这是牛顿在英国硬币上引入的特点,以防止剪切。

第2集:与牛顿冷却

牛顿从未体验过中国馒头的神奇,但他确实概述了这里所发生的事情背后的数学原理。“width=
牛顿从未体验过中国馒头的神奇,但他确实概述了这里所发生的事情背后的数学原理。
维克多Fraile /盖蒂图片社

正如你可能已经云集,石冷的艾萨克·牛顿的想法不寒而栗参与解决科学,甚至神秘学者的问题与他相当的智力的全部力量。如果现有的工具,方法和规律没有他,他发明了新的问题。你可以说他是科学家的查克·诺里斯。

如果你曾经喝了半杯咖啡发现它很冷,那你就经历了冷却。然而,牛顿对冷却杯的物理原理很感兴趣。所以在18世纪晚期,他进行了用炽热的铁球做的实验。他指出,当球和周围空气之间的温差小于50华氏度时,热损失的速率与温差成正比。

广告

因此,牛顿冷却定律指出一个物体的热量散失率与该物体与其周围环境的温差成正比。法国化学家皮埃尔·杜龙和物理学家亚历克西斯·佩蒂后来在1817年修改了这一定律,但牛顿关于冷却的工作的基础奠定了一切核反应堆太空探索的安全性。

1:牛顿启示

《四兽异象》19世纪艺术家古斯塔夫Doré设想的《但以理书》。“width=
《但以理书》(Book of Daniel)中的《四兽之视》(The Vision of The Four Beasts), 19世纪艺术家古斯塔夫(Gustave Doré)的设想。

人类总是担心世界末日但是艾萨克·牛顿并不是那种只看表面就接受末日恐吓的人。不,是十八世纪恐怖分子制造的圣经的预言在世界末日的时候,他查了一下书,做了一些事实核查。

牛顿是没有懈怠,当它来到神学。正如他的迷恋,解决问题的性质使他探索炼金术的奥秘,所以也没他冒险进入圣经的愿景,比如在丹尼尔的神秘书所描述的谜语。

牛顿坚信,只要有学问的人能破解圣经的密码,《圣经》就包含着古老而无可辩驳的智慧。然而,300年前的文献表明,他研究《但以理书》的主要动机是为了让那些散布恐惧的人噤声。

他的世界末日计划?2060年——可能会晚一点,但绝对不会早。换句话说,“走开,伙计们,这里没什么可看的。”

至少他在18世纪是这么告诉他的同胞们的。另一方面,你对这件事可能有不同的看法。

想更深入到牛顿的心?然后探讨下一个页面上的链接。

最初出版:2011年1月12日

艾萨克·牛顿爵士常见问题解答

艾萨克·牛顿爵士是谁?
作为英国天文学家、物理学家和数学家,牛顿以一己之力改变了我们理解和看待宇宙的方式。他发现了万有引力定律和运动定律,发明了微积分。
艾萨克·牛顿爵士以什么闻名?
除了发现万有引力定律,同时观察苹果落地,牛顿发明微积分,它铺平了关于接近和解决复杂的数学进一步发展的方式。他还发现了运动定律,这成为基础物理学,并通过玻璃棱镜表现出与光线如何散掉。
牛顿在哪一年发现了万有引力?
艾萨克·牛顿爵士在1687年发表的一篇论文中记录了他对万有引力理论的全面观察。
牛顿是怎么死的,什么时候死的?
他在伦敦睡在1727年三月有趣的去世,他去世后,牛顿的头发被发现含有水银,这很可能都起到了他是怎么死一个角色的痕迹。

更多的信息

相关文章

更大的链接

  • 贝恩斯,托马斯·斯宾塞。“大英百科全书”。H.G.艾伦。1888年。
  • BBC H2G2。“艾萨克·牛顿:经济学及民族的救世主。”(2010年1月9日)http://www.bbc.co.uk/dna/h2g2/A72025553
  • 贝尔维尤大学。“牛顿”。(2011.1.9) http://scidiv.bellevuecollege.edu/math/newton.html
  • 哥斯达黎加,雪莱。“‘我们的’符号从他们的争吵:莱布尼茨 - 牛顿争议在微积分文本。”(2011年1月9日)http://www1.umn.edu/ships/9-1/calculus.htm
  • 笛卡尔,雷内。"运动哲学原理"(2011年1月10日)http://www.princeton.edu/~hos/Mahoney/texts/descartes/desc-mot.html
  • Egglescliffe学校。"牛顿和反射望远镜"(2011年1月10日)http://www.egglescliffe.org.uk/physics/astronomy/telescope/newtontele.html
  • 福勒,迈克尔。“牛顿的一生。”(2011年1月10日)http://galileo.phys.virginia.edu/classes/109N/lectures/newton.html
  • Ganot,阿道夫和埃德蒙·阿特金森。“物理学,实验小学的论文和应用,为利用学院和学校的。”哈佛大学。1875年。
  • 大厅,阿尔弗雷德•鲁珀特。“艾萨克·牛顿的一生。”1998.(2011年1月20日)http://www.newton.ac.uk/newtlife.html
  • 勒梅尔森程序。“反射式望远镜。”(2011.1.9) http://web.mit.edu/invent/iow/newton.html
  • 国家卓越数学教学中心。“著名的数学家——艾萨克·牛顿。”5月4日,2010年。(2011.1.9) http://www.ncetm.org.uk/resources/24133
  • “牛顿炼金术士。”新星。2005年11月15日。(2011年12月1日)http://www.pbs.org/wgbh/nova/physics/newton-alchemist-newman.html
  • Nipissing大学。“应用微积分。”(2011.1.9) http://www.nipissingu.ca/calculus/calc_app.html
  • 包,马克。“不,克里斯托弗·雷恩和艾萨克·牛顿都不是伟大的议员。”2009年5月16日。(2011.1.9) http://www.libdemvoice.org/no-christopher-wren-and-isaac-newton-were-not-great-mps-14682.html
  • Plotner塔米。“反射望远镜。”2008年7月23日。(2011年1月10日)http://www.universetoday.com/15849/reflector-telescope/
  • 英国皇家学会。“在科学家和公众的民意调查中,牛顿击败了爱因斯坦。”2005年11月23日。(2011.1.9) http://royalsociety.org/News.aspx?id=1324&terms=Newton+beats+Einstein+in+polls+of+scientists+and+the+public
  • “把炮弹射入轨道!”美国宇航局空间的地方。5月11日,2011年。(2011年11月30日)http://spaceplace.nasa.gov/how-orbits-work/
  • 艾萨克·牛顿爵士:万有引力定律田纳西大学物理与天文系。(2011年11月30日)http://csep10.phys.utk.edu/astr161/lect/index.html
  • 斯图尔特,伊恩。“论坛:有点慌乱——当涉及到猫时,牛顿很轻松。”《新科学家》。199年7月20日。(2011年12月1日)http://www.newscientist.com/article/mg13117785.000-forum-a-bit-of-a-flap--when-it-came-to-cats-newton-had-iteasy-.html
  • 泰森,彼得。“牛顿的遗产。”新星。2005年11月15日。(2011年12月2日)http://www.pbs.org/wgbh/nova/physics/newton-legacy.html
  • 威斯敏斯特修道院。“艾萨克·牛顿爵士。”(2010年1月9日)http://www.westminster-abbey.org/our-history/people/sir-isaac-newton
  • 白色,迈克尔。《艾萨克·牛顿:最后的魔法师》大卡波出版社,1999。
  • 赖特,约翰·马丁·弗雷德里克。“母校;或者,在剑桥大学读七年。”伦敦:黑色、年轻、年轻。

广告

加载……