伊萨克·牛顿,1642年圣诞节出生于英格兰林肯州活尔斯索浦。他的父亲在他出生前三个月就去世了。他母亲再婚后,他不得不由他的祖母和叔叔抚养长大。小牛顿学习平庸,但他非常喜欢手工制作。同时,他在绘画方面也有非凡的天赋。
牛顿从12岁开始上中学,然后他的爱好从手工发展到机械小生产。他从小就意识到学习家庭作业,尤其是学习数学,这对做好生产非常有益。所以牛顿加倍努力学习,取得了巨大的进步。
牛顿15岁时,由于家庭原因,他被迫辍学务农。牛顿非常渴望知识,他仍然把所有的时间都花在学习和努力学习上。牛顿勤奋好学的精神感动了牛顿的叔叔。最后,在叔叔的帮助下,他回到了学校。
1661年,19岁的牛顿被著名的剑桥大学录取。在学习期间,牛顿的第一任教授伊萨克·巴鲁有着独特的洞察力,发现牛顿有着深刻的观察力和敏锐的理解力,所以他把数学知识传授给了牛顿,并将他引向了现代自然科学的研究。牛顿在1664年考试后被选为巴鲁的助手。牛顿大学毕业于1665年,获得学士学位。在准备留校继续深造的时候,严重的鼠疫席卷英国,剑桥大学被迫关闭。牛顿两次回到家乡避灾,这正是牛顿一生中最重要的转折点。在家乡安静的环境中,牛顿专注于数学、物理和天文学。思想火山积累了多年的活力,终于爆发了智慧的洪流。短短18个月,他就孕育成形:流数(微积分)、万有引力定律和光学分析的基本思想。1684年,牛顿通过计算完全解决了1666年发现的万有引力。1687年,他在45岁时完成了《自然哲学的数学原理》,继承了开普勒和伽里略,用数学方法建立了一个完整的经典力学系统,引起了全世界的轰动。
牛顿的数学贡献最突出的有三项,即微积分的“流数术”、二项定理和“广义算术”(代数学)。
为了解决运动问题,牛顿创造了一种与物理概念直接相关的数学理论,即牛顿被称为“流数”理论,实际上是微积分理论。牛顿在1665年5月20日的一份手稿中提到了“流数”,所以牛顿比现代微积分创始人德国数学家莱布尼茨早了大约10年,但牛顿比莱布尼茨晚了。事实上,他们两个独立地建立了微积分。但牛顿的“流数术”仍存在一些缺陷。
牛顿在从剑桥大学回到家乡避鼠疫的前夕开始了二项研究。他在前瓦里士的基础上进一步澄清了负指数的含义。牛顿研究的二项级扩展是研究级数理论、函数理论、数学分析和方程理论的有力工具。
广义算术总结了符号代数学的成果,促进了初级数学的进一步发展。这本书对方程论也有一些突出的看法。其中,著名的是“牛顿米和公式”。
牛顿的数学贡献远不止这些,他在分析几何方面的成就也令人印象深刻。他的“一般曲线直径”理论引起了分析几何界的广泛关注。
牛顿在其他科学领域的研究不亚于对数学的贡献。牛顿曾经说过:我就像一个在海边玩耍的孩子。我自满地不时地发现一块比平时更光滑的卵石或一个比平时更美丽的贝壳,但我根本没有发现展示在我面前的浩瀚真理的海洋。从这里可以看出一代伟人的谦虚美德。这些美德和他的成就值得后人继承和学习。
牛顿的故事:现代科学的先驱