神人-牛顿的故事 04

本系列文章预计会有10个章节，这套文献将系统的讲述物理学本身，今天是第4篇。

因为写作持久性的原因，我也打算按照季来写，这样不仅写的系统，同时又可以不断优化，这也是一种写作方法论！

我不想听千篇一律的大道理，因为揉碎了喂给自己的只是一时的快乐，过后就会遗忘，比较可取的办法就是自己总结出来的知识！

物理学牵扯的范围不仅仅只是历史或数学，而是整个人类的知识体系。就像你本来想揭起一张纸的一个点，却不得不把整张纸拿起来。

我们的第一季的物理故事也只能先从点到线。

物理学的发展，就是一个启蒙史，或是一个修仙的过程，分别是一个级别一个级别的突破。

然而这一切的开始只诞生于一个农村家庭贫穷小男孩的好奇！

这是物理学启蒙的真正起点，毕达哥拉斯、伽利略、笛卡尔只是为了这一神圣的物理时刻奠定了基础而已。

本章的主角当然是我们所熟悉的“牛顿”！

本来在这之前想聊聊笛卡尔，因为笛卡尔创立了解析几何，并统筹了研究方法论。笛卡尔的成就除了数学还有哲学，即“我思故我在！”但在物理方面，没有具体的事件。所以我想，这部分等以后有机会做哲学专题的时候再谈。

牛顿说，“站在巨人的肩膀上”，说的就是笛卡尔的成就。

牛顿，在我们看来第一反应就是“牛顿三大定理”以及“万有引力”。

有个故事特别有意思说，牛顿有一天向天空扔了一个石头。无聊的他拿工具做了一些的测量，并发现石头既有一个往前走的速度，还有一个往下落的速度。往前的速度是匀速的，但是石头下落的速度不是匀速，而是越来越快，有一个“加速度”。他就想到，这一定是有什么东西在把石头往下拉，石头是受到了某种摸不着、看不见“力”的影响。这个力只能来自大地，于是他就发现了“ 引力 ”。

基于这个发现进一步他发现了引力中的规律，这时候你有了更大的野心。他想到，所有有重量的物体，都受到引力的影响 ， 那行星绕着太阳转，会不会也是因为引力呢？为了验证这个猜想，他做了一番计算，想用他的引力理论把行星轨道给算出来。

结果你发现怎么算都不对！可能在这么大的尺度上，引力理论需要做些修改。你的旧理论中引力只跟物体的重量有关系，那可能是因为我们都住在地球表面。行星距离太阳这么远，它感受到的太阳引力应该变小才对。他反复思考，发明了一个新的引力理论，让引力跟距离也有关系 —— 这个理论，就是万有引力。

以上这个故事来自麻省理工学院教授迈克斯·泰格马克的《穿越平行宇宙》的物理简史中的一段，也是万维钢老师所提到的。

这个故事虽简易，但牛顿发现这些规律的过程并不是那么容易，但是好在于在牛顿出生的年代，自然科学已经积累了很长时间，如果牛顿早出生100年，可能就要务农一辈子了！好在当时条件优越，又有好的教育，所以牛顿才能潜心去做研究。

牛顿的贡献除了在数学和物理等方面发现了重要定律之外，最重要的是确立了自然界的知识体系。因为在牛顿前科学家就已经发现了很多物理现象但是都是支离破碎的，而且在牛顿前的人们都会认为一切自然力量都来自于“神”。但，他的出现让人们重新认识了世界。

牛顿在其他科学家面前认为自己不可一世，但是在大自然面前他认为自己很卑微。

爱因斯坦说：“至今还没有可能用一个同样无所不包的统一概念来代替牛顿的关于宇宙的统一概念。要是没有牛顿的明晰的体系，我们到现在为止所取得的收获都会成为不可能。” 

牛顿说：“我不知道世界会怎样看待我，但我认为自己不过像个在海滩上玩耍的男孩，不时地寻找到一些较光滑的卵石和漂亮的贝壳，并以此为乐，而对于摆在我面前的真理的汪洋大海，我还一无所知。”

牛顿的《自然哲学之数学原理》里建立了一套完整的理论体系，而建立体系最重要的就是对各种元素的定义，包括质量，力，惯性等等。

具体的物理定义我们就不谈了，而主要了解牛顿的思想才是关键。

总结

牛顿给我们带来了什么？

最主要的是微积分，这是高等数学的基础；牛顿三大定律，这是宏观经典物理的基础；

不觉得牛顿是神人吗？

越厉害的人不是在前人的基础上做深化，而是自己创造出方法论和知识体系。不得不说，牛顿开辟了神与人的思想界限。

关于牛顿理论的细节部分我们后面和爱因斯坦的相对论一起再谈。