牛顿对光学也有很大贡献。

牛顿扩展了笛卡尔的棱镜实验。他做了一个玻璃三棱镜。实验中,房间所有的门窗都是关着的,用黑布盖着。一扇窗户上留了一个小洞,让适量的阳光进入,然后棱镜被放在光的入口处。

棱镜将白色太阳光分散成由不同颜色组成的光带,并将其折射到对面的墙上。它们是红色、橙色、黄色、绿色、青色、蓝色和紫色,非常漂亮。牛顿进一步将棱镜倒置,结果将有色光带重新组合成白光,从而得出阳光是由有色光组成的正确结论。

牛顿将这一现象与自然界的彩虹联系起来,发现彩虹的一边总是红色,而另一边是紫色,其他浅色排列在红色和紫色之间。牛顿通过不断的实验发现,在彩虹中,雨滴的作用等同于棱镜的作用。后来牛顿用单色进行了各种实验,从而科学地解释了彩虹现象,揭开了彩虹之谜。

牛顿着手建造一个新的望远镜,以消除当时折射望远镜中常见的色散现象。他在1762年用凹面镜,一面中心凹的镜子,一面普通的平面镜做了一个望远镜。这就是牛顿发明的“反射望远镜”。

牛顿创立了光的“粒子理论”,认为光是由发光体发出的粒子组成的。白光可以说是不同颜色的各种粒子的混合物,把它们分开。折射是由玻璃粒子作用在光粒子上的力引起的。光线离开棱镜后,各种颜色的粒子会沿着不同的路径折射,相互分离。

牛顿还试图通过利用光粒子在它们作用的物体中激起振动,来统一当时惠更斯创立的光的“粒子理论”和“波动理论”。现代科学证明了光具有粒子和波的二重性,即光的波粒理论。可见,牛顿的“粒子论”只是反映了光的某种本质。

牛顿对数学的巨大贡献是发现了微积分。

牛顿发现微积分期间,他的老师巴罗的“微分三角形”思想对他影响很大。费马的切线法和华莱士的无穷算术也启发了他。

牛顿的微积分思想,也就是流数,最早出现在他1665年5月写的一页文件中。他的微积分理论主要体现在三部作品中。

在《利用无穷多个方程的分析》中,他给出了计算瞬时变化率的一般方法,并阐明计算变化率和计算面积是两个互反问题,从而揭示了微分与积分的联系,这是微积分的基本定理。当然,他的逻辑论证不够严谨。

在《流数与无穷级数》中,认为变量是由点、线、面连续运动产生的。他把变量称为“流”,把变量的变化率称为“流数”,并引入了高阶流数的概念。

他还阐明了微积分的两个基本问题,并用流数法对隐函数进行微分,求函数的极值,求曲线的切线、长度、曲率和拐点。由此,微积分的理论得到了深入的解释。

在《求曲线边的面积》一文中,我们试图消除无穷小带来的困惑,把流数定义为“渐消增量”的最终比值和“原生数”的初始比值。虽然还很模糊,但已经表明他把求极限的思维方法作为微积分的基础。

牛顿发现微积分的时候,德国的莱布尼茨也几乎同时独立地发现了微积分。后来牛顿和莱布尼茨争论微积分发现的优先性。

牛顿还对数学的许多分支做出了贡献,主要是二项式定理。

牛顿的杰作《自然哲学原理》发表于1687年,被公认为人类智慧的最高结晶。

在这项工作中,他不仅首次以几何形式发表了流数技术及其应用,更重要的是完成了日心说的力学解释,将开普勒的行星运动定律、伽利略的运动理论和惠更斯的振动理论统一为力学三定律。

牛顿对科学的巨大贡献为现代自然科学奠定了四个重要基础。他创造的微积分为现代数学奠定了基础。他的光谱分析为现代光学奠定了基础;他发现的力学三定律奠定了经典力学的基础;他对万有引力定律的发现为现代天文学奠定了基础。

牛顿在科学上的杰出成就极大地促进了社会的发展,得到了政府的重视和奖励。1688年至1705年,他作为剑桥大学的代表成为国会议员,1696年被授予铸币局局长、1699年被授予铸币局局长、1703年被授予皇家学会会长、1705年被英国女王授予骑士爵位。

但牛顿晚年却沉醉于宗教意识,在神学唯心主义的道路上越走越远。他认为没有上帝的力量,行星永远不可能像现在这样围绕太阳做完美的圆周运动,甚至认为上帝非常精通力学和几何学,所以他发誓要更好地侍奉上帝。

从1692年到1693年,牛顿为本特利牧师攻击无神论布道提供了“科学依据”。1713年,他把自己的基本神学思想总结成一个题为《一般解释》的章节,添加到《自然哲学的数学原理》第二版,以自己的科学成就献给上帝。

牛顿从一个伟大的自然科学家堕落成一个宗教狂热分子。

1727年,伟大的科学家牛顿逝世了,他作为有功于国家的大人物,葬于威斯敏斯特教堂。

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