三大发明前后是什么?
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发布时间:2022-04-22 08:27
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时间:2022-06-18 15:18
1661年6月,牛顿告别了母亲、弟妹,独自前往他一心向往的剑桥大学三一学院。
剑桥大学由几个学院组成,牛顿被录取的三一学院,是剑桥大学里最大的一所学院。
牛顿是以减费生身份进入三一学院的,他一方面要为教授跑腿,一方面还要看自己的书,简直忙得透不过气,所以他的大学生活根本谈不上多彩多姿。不过,进入大学后最令他感到吃惊的是,他感到自己的学识太浅薄(bó)了。
1664年,牛顿已是大学三年级的学生了,他在这一年得到三一学院的奖学金。如此一来,牛顿就不必一面工作一面读书了,他可以把更多的时间用来研究功课。
1665年夏天,在英伦三岛发生了一场大规模的瘟疫瘟疫(wēnyì):指流行性急性传染病。,使牛顿暂时离开了剑桥大学,回到乌尔索普乡间过着与世隔绝的生活。
牛顿虽然回到家乡躲避瘟疫,可他对时间却抓得很紧,从大学里带回来需要研究的问题,时时萦(yínɡ)绕在脑际。
几年的大学生活,牛顿如饥似渴地学习新知识,在博学多才的名师的指点下,在他那善于思考的头脑里,一个个早已孕育着的问题,犹如汩汩(ɡǔ)清泉即将喷涌而出。虽然这时他只有23岁,但他积累的知识,为他去探索、揭示科学上的奥秘,打下了坚实的基础。于是,他开动了他那聪慧的大脑,去归纳、整理所学的知识,就像蜜蜂一样,采花以后就该“酿(niànɡ)蜜”了。
牛顿把各种实验用品,像磁铁、烧瓶、棱镜、透镜等,还有一些书籍,整齐有序地摆置在二楼的小房间里。这些用品,有的是自己动手制作的,有的是从节约开支中买来的,这从当时的条件看,已经是了不起的实验设备了。
牛顿曾经说过:“1665年和1666年两年鼠疫期间,我正处于发明创造的鼎(dǐnɡ)盛年华,比以后任何时候更潜心于数学和哲学。”(牛顿时代把自然科学叫做哲学)。
这两年牛顿有三大发明:“数学上的微积分”、“力学上的万有引力定律”、“光学上的光学分析”。
牛顿生活的时代,正当科学界研究天文学、观察天体运行风行的时代。自幼就对天空中日月星辰充满好奇心的牛顿,上了大学后便对天文学产生了浓厚的兴趣。
在剑桥大学的三一学院,牛顿如饥似渴如饥似渴:形容要求非常迫切。地捧读哥白尼、伽利略的著作,接受了波兰天文学家哥白尼在16世纪提出的“日心说”的理论。哥白尼的“日心说”,大胆地冲破了“地心说”的传统观念,提出地球不是宇宙的中心。哥白尼认为,人们觉得地球不动,是整个天空中的日月星辰绕地球旋转,是一种错觉。并指出这种错觉的产生,是由于地球本身自转引起的。
接受了哥白尼的“日心说”,牛顿又下功夫研读开普勒的著作。开普勒是丹麦天文学家第谷·布拉赫(1546~1601)的助手。
开普勒的三大定律,把哥白尼的学说大大推进了一步,他把哥白尼的行星运行圆形轨道,修正为椭圆形。他的伟大贡献,就是证明了行星是按着一定的规律运行的这一真理。这一惊人的发现,有力地证明了自然界不是以神或人的意志为转移的,而是受其自身规律所支配。
牛顿在深入学习开普勒的著作时,头脑里始终萦绕着这样一个问题:支配天体行星按照开普勒三个定律运行的原因是什么?
对这个问题,前辈科学家伽利略也曾想到过,行星和它的卫星在一定轨道上运行,而不飞开,必定是“某种力”的作用。
一天,牛顿早早起床,在二楼安静的房间里埋头读书,整理资料。他把魂牵梦绕魂牵梦绕:形容思念情切。、未能解决的力学问题记在笔记本上。
现在占据着牛顿头脑的,就是天体运行问题。他想,关于地球、火星、金星等行星怎样运行的规律,已由开普勒定律所证明。可是,行星为什么要那样运行的道理,至今还没有人能说清楚。
当牛顿被这个问题困扰着的时候,楼梯上响起了“噔噔噔”的声音,随着声音有人喊着:
“哥哥,你又关在屋子里想什么呐!”
妹妹安娜边喊边推开牛顿的房门。
“是安娜啊,欢迎你来!”
“哥哥,你不要一个人闷坐着了,我陪你到后院走走好不好?”
“这太好了!”
说着,兄妹二人下了楼,来到了后院。
兄妹俩来到一棵苹果树下,牛顿仰头看着树上挂满了苹果,个个像婴儿红扑扑的脸,惹人爱怜。
正当牛顿望得出神,一个苹果悄悄离开树枝,“吧嗒”一声落在地上。
“哥哥,你看,树上掉下来一个苹果。”安娜指着落地的苹果对牛顿说。
“我见到了。”牛顿说着陷入沉思中。
一会儿,安娜见哥哥眼里放出奇异的光,脸上也流露出一股喜色。
是的,牛顿被苹果落地这件平常的事所吸引,脑子里进行着一连串的思索:苹果为什么会从树上掉下来呢?是被风吹落的吗?这时一丝风都没有啊!地球周围是一个多么大的空间啊,苹果为什么不飞向天空,而要落到地面,而且往地面最低的地方落呢?这不可能是因为苹果有重量吧?那么,地球上的一切物体都有重量,因而都会从高处落向地面。但是,重量又是如何产生的呢?……
这时,牛顿怎能不高兴呢!他长久想了又想的问题,终于有了解答的线索。他想:“苹果落到地上,那是因为地球吸引它;地球对苹果的引力,就是在高山上,也不减弱。由此可见,地球的引力同样对月球也起作用。”
牛顿继续思索着:“月球之所以能以一定距离围绕地球转动,就是因为月球总是向地球方向下落的缘(yuán)故。就像苹果落下来一样,月球也是向着地球下落的。”
这时候的牛顿,犹如在茫茫大海里航行找到指南针一样,高声喊道:“明白了,明白了。安娜,这回可明白了!”
安娜也为哥哥高兴,她叫着哥哥一同回去吃晚饭。
饭后,牛顿独自上了二楼,他坐在摇曳(yè)的烛光下,计算着月球在一秒钟内向地球下落的距离,得出:在同一时间里,月球向地球下落的距离是苹果下落距离的1/3550。由此可知,如果把苹果拿到月球上去,地球对它的引力就会减少1/3550。
根据这个原理,牛顿发现,如果距离增加1倍,引力就变成l/4;增加2倍,引力就变成1/9。这也就是说,地球引力的减弱是与地球中心到月球的距离的平方成反比的。这就叫做“平方反比律”。
牛顿就是这样验证了:作用于月球的地球的引力是符合平方反比律的。
月球和地球的关系,也适合于太阳和围绕它运行的行星之间的关系。牛顿进一步研究,终于从开普勒的定律中,成功地推导出引力同距离的平方成反比。
关于牛顿因为看到苹果落地的现象而发现了万有引力定律的事,在他的生前并没有记载,而是在牛顿逝世之后才逐渐流传出来的。
三大发明前后是什么?
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