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我看好多人说牛顿是世界上最伟大的人,爱因斯坦和麦克斯韦比他差在哪里? 牛顿:不只是苹果落地,他是为物理学铺路的人 在科学界的“伟大人物”讨论里,牛顿的名字常居榜首。有人可能会问:爱因斯坦的相对论、麦克斯韦的电磁学不也很厉害吗?牛顿究竟特别在哪里? 答案的关键,不在于牛顿仅仅做了一些重要的发现(虽然他的发现确实惊天动地),更在于他开创了物理学研究的方法和体系。可以说,在牛顿之前,物理学(或者说自然哲学)更像是零散的探索,而牛顿之后,它才变成了一门真正的现代科学。 “物理学怎么研究?”——牛顿之前的老大难问题 在牛顿之前,不乏伟大的先行者: * 伽利略非常了不起!他发现物体下落的速度在加速,他用斜面做实验证明了这一点,还揭示了许多运动现象不符合人们的直觉。但是,伽利略虽然看到了现象、总结了一些规律(比如加速度的概念),却没有给出这些运动背后统一的原因,并用严格的数学体系把它表达出来。 * 开普勒是天才观测者和思想家。他通过分析海量的天文数据,总结出了行星运动三大定律,非常精准地描述了行星如何围绕太阳运动。然而,这三大定律在当时看,像是三个独立的事实。人们不明白它们为什么是这样?更深层的源头是什么? 根本问题在于: 当时的科学研究常常是零敲碎打地“看到什么现象就解释什么”,或者用哲学思辨去猜想。大家没有一个清晰的思路:物理现象究竟应该用什么方法来研究?怎么用数学去精确描述它们?如何将理论预测与实验观测紧密结合起来?当理论和实验不符时,又该相信谁、如何调整? 牛顿的颠覆性贡献:搭建物理学的基础框架 牛顿的伟大之处在于,他一揽子解决了上述难题! 他不仅给出了答案,更重要的是开创了方法论: 1. 提出物理学研究的“正确姿势”: 牛顿清晰地阐述了如何研究物理问题——观察自然,提出数学化的假说(或理论),用这些理论推导出结果,再用实验(对天体,则是观测)去验证。理论、数学、实验必须紧密协作、相互印证。这套科学方法,成为后世物理研究的金标准。 2. 创立统一的物理学体系: 牛顿著名的三大运动定律和万有引力定律,构成了一个逻辑严密、高度自洽的理论体系(经典力学体系)。 * 伽利略发现的落体运动规律,成了牛顿力学在特定情境下的一个推论。 * 开普勒那三件看似独立的天体运动“艺术品”,被牛顿揭示为仅仅是万有引力定律这个更简洁、更基础的定律在太阳系中的具体表现!
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