[7月5日]科学历史上的今天——牛顿发表《自然哲学的数学原理》
1687年7月5日,艾萨克·牛顿发表《自然哲学的数学原理》,简称《原理》(Principia)。
1684年8月,埃德蒙·哈雷(Edmund Halley)请教牛顿有关引力的定律。当时,牛顿已担任多年剑桥大学的数学教授。哈雷特别想解决一个问题:吸引力是否是距离平方的倒数,如果是的话,行星的轨道又是什么。牛顿的回答是,轨道是一个椭圆。
11月,牛顿邮寄出了对此的证明,还有《原理》第一卷中的多个主张。1685年2月,这些和运动定律笔记以《论运动》(De Motu)为题由皇家学会出版。
关于《原理》中用到的三个定律,科学历史学家有一定共识:
1.宇宙中每个粒子都相互吸引的想法在1666年就已形成。
2.等面积定律(粒子围绕力中心的轨道是一个圆锥)是在1669年证明的。
3.最后于1685年发现,一个球对外界一个点的吸引,可以看作球的质量都集中在中心。
牛顿受哈雷到访的触动,开始全面解决引力问题,并将结果发表。整套作品的出版,主要由哈雷出资,1687年完成。
- 第一卷草稿包含了自由空间中的粒子或物体的运动,于1685年夏季前完成,但直到次年4月才在皇家学会宣讲。
- 第二卷在1686年夏季完成,关于在阻滞介质中的运动(流体静力学、流体动力学),包括对波、潮汐、声学的应用。
- 接下来10个月,牛顿完成了《原理》的第三卷,把第一卷的理论应用到太阳系等现象,确定行星和卫星的质量和距离。
出版后,几乎所有评论都接受牛顿的结论。但要让受过教育的人扭转思想,却需要一定时间。牛顿的工作在半个世纪后,才被完全纳入数学领域。出版后,英国用了10年,普遍接受了他关于宇宙的定律描述,而欧洲大陆用了20年。不过,法国是欧洲大陆的一个例外,他们直到1738年还在坚持笛卡尔的假说,是后来伏尔泰大力推举才让法国接受了牛顿的理论。
拉格朗日将《原理》描述为人类思想最伟大的产物,他说“一个人智力能如此发达,让人感到眩晕”。高斯评价其他伟大的数学家,用到的拉丁词是magnus或clarus ,而独独为牛顿一人保留了summus。
牛顿自己很谦虚:“我不知道世界怎么看我。但我看自己,就像一个小男孩,在海边时不时找到些比寻常更光滑的卵石,更漂亮的贝壳。而在我面前的,是蕴含着所有未知真理的海洋。”
1687版《原理》(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica)标题页
资料来源:
https://www.aps.org/publications/apsnews/200007/history.cfm
拓展阅读:
我们不需要英雄
但我们需要榜样
几只青椒
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