一、力學成就
牛頓是世界十大傑出物理學家之一,總結出了物體運動的三個基本定律(牛頓三定律)。這三個非常簡單的物體運動定律,牛頓發明了什麼為力學奠定了堅實的基礎,並對其他學科的發展產生了巨大影響。牛頓是萬有引力定律的發現者。他在1665~1666年開始考慮這個問題。牛頓把地球上物體的力學和天體力學統一到一個基本的力學體系中,創立了經典力學理論體系。
二、數學成就
大多數現代歷史學家都相信,牛頓與萊布尼茨獨立發展出了微積分學,併為之創造了各自獨特的符號。牛頓發明了什麼廣義二項式定理,它適用於任何冪。他發現了牛頓恆等式、牛頓法,分類了立方面曲線(兩變量的三次多項式),為有限差理論作出了重大貢獻,並首次使用了分式指數和座標幾何學得到丟番圖方程的解。他用對數趨近了調和級數的部分和(這是歐拉求和公式的一個先驅),並首次有把握地使用冪級數和反轉冪級數。他還發現了π的一個新公式。
微積分的創立是牛頓發明了什麼中最卓越的數學成就。牛頓為解決運動問題,才創立這種和物理概念直接聯繫的數學理論的,牛頓稱之為"流數術"。它所處理的一些具體問題,如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數的極大和極小值問題等,在牛頓前已經得到人們的研究了。但牛頓超越了前人,他站在了更高的角度,對以往分散的結論加以綜合,將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統一為兩類普通的算法——微分和積分。
三、光學成就
牛頓曾致力於顏色的現象和光的本性的研究。1666年,他用三稜鏡研究日光,得出結論:白光是由不同顏色(即不同波長)的光混合而成的,不同波長的光有不同的折射率。在可見光中,紅光波長最長,折射率最小;紫光波長最短,折射率最大。牛頓的這一重要發現成為光譜分析的基礎,揭示了光色的秘密。
四、天文成就
牛頓1672年創制了反射望遠鏡。他用質點間的萬有引力證明,密度呈球對稱的球體對外的引力都可以用同質量的質點放在中心的位置來代替。他還用萬有引力原理說明潮汐的各種現象,指出潮汐的大小不但同月球的位相有關,而且同太陽的方位有關。牛頓預言地球不是正球體。歲差就是由於太陽對赤道突出部分的攝動造成的。
五、哲學成就
牛頓的哲學思想基本屬於自發的唯物主義,他承認時間、空間的客觀存在。如同歷史上一切偉大人物一樣,牛頓雖然對人類作出了巨大的貢獻,但他也不能不受時代的限制。例如,他把時間、空間看作是同運動著的物質相脫離的東西,提出了所謂絕對時間和絕對空間的概念;他對那些暫時無法解釋的自然現象歸結為上帝的安排,提出一切行星都是在某種外來的“第一推動力”作用下才開始運動的說法。
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