数学家小传数学家小传2牛顿.doc

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1、牛顿牛顿(Newton,Isaac)是英国数学家、物理学家、天文学家．1643年1月4日生于英格兰林肯郡的伍尔索普；1727年3月31日卒于伦敦．牛顿出身于农民家庭，幼年颇为不幸：他是一个遗腹子，又是早产儿，3岁时母亲改嫁，把他留给了外祖父母，从小过着贫困孤苦的生活．他在条件较差的地方学校接受了初等教育，中学时也没有显示出特殊的才华．1661年考入剑桥大学三一学院，由于家庭经济困难，学习期间还要从事一些勤杂劳动以减免学费．由于他学习勤奋，并有幸得到著名数学家巴罗教授的指导，认真钻研了枷利略、开普勒、沃利斯、笛卡儿、巴罗等人的著作，还做了不少实验，打下了坚实的基础，1665年获学士学位．166

2、5年，伦敦地区流行鼠疫，剑桥大学暂时关闭．牛顿回到伍尔索普，在乡村幽居的两年中，终日思考各种问题、探索大自然的奥秘．他平生三大发明，微积分、万有引力定律、光谱分析，都萌发于此，这时他年仅23岁．后来牛顿在追忆这段峥嵘的青春岁月时，深有感触地说：“当年我正值发明创造能力最强的年华，比以后任何时期更专心致志于数学和科学．”并说：“我的成功当归功于尽力的思索．”“没有大胆的猜想就作不出伟大的发现．”1667年，他回到剑桥攻读硕士学位，在获得学位后，成为三一学院的教师，并协助巴罗编写讲义，撰写微积分和光学论文．他的学术成就得到了巴罗的高度评价．例如，巴罗在1669年7月向皇家学会数学顾问柯林斯(Co

3、llins)推荐牛顿的《运用无穷多项方程的分析学》时，称牛顿为“卓越的天才．”巴罗还坦然宣称牛顿的学识已超过自己，并在1669年10月把“卢卡斯教授”的职位让给了牛顿，牛顿当时年仅26岁．牛顿发现微积分，首先得助于他的老师巴罗，巴罗关于"微分三角形"的深刻思想，给他极大影响；另外费马作切线的方法和沃利斯的《无穷算术》也给了他很大启发．牛顿的微积分思想(流数术)最早出现在他1665年5月21日写的一页文件中．他的微积分理论主要体现在下述三部论著里．《运用无穷多项方程的分析学》，在这一著作中他给出了求瞬时变化率的普遍方法，阐明了求变化率和求面积是两个互逆问题，从而揭示了微分与积分的联系，即沿用至

4、今的所谓微积分的基本定理．当然，牛顿的论证在逻辑上是不够严密的．正如他所说：“与其说是精确的证明，不如说是简短的说明．”他还应用这一方法得到许多曲线下的面积，并解决了一些能够表示成积分和式的其它问题．在1669年牛顿将这本专论印成小册子给朋友，直到1711年才正式出版．《流数术和无穷级数》，在这一论著中，牛顿对他的微积分理论作了更加广泛而深入的说明，并在概念、计算技巧和应用各方面作了很大改进．例如，他改变了过去静止的观点，认为变量是由点、线、面连续运动而产生的．他把变量叫做“流”，把变量的变化率叫做“流数”，并引进了高阶流数的概念．他用更清晰准确的语言阐明了微积分的基本问题：一是，已知两个流

5、x与y之间的关系，求它们的流数之间的关系；二是，已知流数与之间的关系，求它们的流之间的关系，并指出这是两个互逆问题．该书中，牛顿还把流数法用于隐函数的微分，求函数的极值，求曲线的切线、长度、曲率和拐点，并给出了直角坐标和极坐标下的曲率半径公式，附了一张积分简表．这部著作完成于1671年，但却经历了半个多世纪直到1736年才正式出版．《求曲边形的面积》，这是一篇研究可积分曲线的经典文献．这篇论文的一个主要目的是为澄清一些遭到非议的基本概念．牛顿试图排除由“无穷小”而造成的混乱局面．为此他把流数定义为“增量消逝”时获得的最终比和“初生增量”的最初比，尽管这种说法仍然是含糊其辞而有失严格，但把求极

6、限的思想方法作为微积分的基础在这里已初露端倪．这篇论文写成于1676年，发表于1704年．牛顿上述三个论著是微积分发展史上的重要里程碑，也为近代数学甚至近代科学的产生与发展开辟了新纪元．牛顿的名著《自然哲学的数学原理》不仅首次以几何形式发表了流数术及其应用，更重要的是它完成了对日心地动说的力学解释，把开普勒的行星运动规律、伽利略的运动论和惠更斯的振动论等统一成为力学的三大定律．这部巨著1687年一问世，立刻被公认为人类智慧的最高结晶，哈雷赞誉它是“无与伦比的论著”．出版后不径而走，很快被抢购一空，有人买不到，就用手抄写．这本书在社会上引起了强烈的反响，例如，过去许多人认为彗星是魔鬼的产物，它

7、是预示将要发生不祥事件的信号，《自然哲学的数学原理》出版之后，受过教育的人再也不相信这种鬼话了．由于牛顿对科学作出了巨大贡献，因而受到了人们的崇敬：1688年当选为国会议员，1689年被选为法国科学院院士，1703年当选为英国皇家学会会长，1705年被英国女王封为爵士．牛顿的研究工作为近代自然科学奠定四个重要基础；他创建的微积分，为近代数学奠定了基础；他的光谱分析，为近代光学奠定了基础；他发现的力学三大定律，