數學史與科學史世界科學史第1頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六牛頓

IsaacNewton1642-1727不會產生兩個牛頓，因為要發現的世界只有一個。

拉普拉斯PierreLaplace(1749-1827)第2頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六第5講牛頓革命

TheNewtonianRevolution第3頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六1642年12月25日林肯郡Lincolnshire伍爾索普Woolsthope

1647年，入鄉村學校1658年，重返格蘭珊公學King’sSchoolinGrantham1656年，回鄉務農第4頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六TrinityCollege1661年，劍橋大學三一學院1665年6月～1666年12月，回鄉避鼠疫1665年，學士學位BachelorofArt第5頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六1668年，碩士學位MasterofArt1669年，盧卡斯講座教授1672年，皇家學會會員FRS第6頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六與胡克之爭RobertHooke(1635-1703)光的本質引力與橢圓運動萬有引力定律發明權第7頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六如果我曾看得更遠一些，那時因為我站在巨人肩上的緣故。第8頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六自然哲學的數學原理一六八七年出版第9頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六1713年版第10頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六1689年，代表劍橋大學的國會議員1696年，造幣局局長/總監1703年，皇家學會會長1704年，《光學》出版第11頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六與萊布尼茲之爭GottfriedLeibniz(1646-1716)

IsaacNewton(1642-1727)第12頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六1727年3月20日逝于倫敦NatureandNature’sLawslayhidinnightGodsaid:letNewtonbe-andallwasAlexanderPope1688-1744

自然和自然法則在黑暗中隱藏上帝說，讓牛頓去吧于是一切都已照亮第13頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六牛頓運動三定律

《原理》：運動的公理或定律慣性定律:

靜止、勻速直線運動狀態

力改變運動狀態:

F=am作用與反作用:

F=-F

第14頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六牛頓行星運動理論的基礎F1F2F運動公理與力的合成流數法（微積分）第15頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六開普勒

JohannesKepler(1571-1630)

1650年左右在科學家們腦海中占據最主要地位的問題是：能否在伽利略的地上物體運動定律和開普勒的天體運動定律之間建立一種聯系。第16頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六開普勒第一定律：所有行星的運動軌道都是橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點上。SP第17頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六第18頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六vF?問題什么力量使得行星沿著橢圓軌道圍繞太陽運動？SP第19頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六笛卡爾：1644年《哲學原理》牛頓：1687年《自然哲學的數學原理》旋渦理論笛卡爾RenéDescartes(1596-1650)惠更斯ChristiaanHuygens(1629-1695)萊布尼茲GottfriedLeibniz(1646-1716)引力理論胡克RobertHooke(1635-1703)雷恩ChristopherWren(1632-1723)哈雷EdmundHalley(1656-1742)牛頓

IsaacNewton(1642-1727)第20頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六笛卡爾的旋渦假說第21頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六笛卡爾RenéDescartes(1596-1650)一個行星在一個以太旋渦或者以太球中漂流，并且為它所帶動。第22頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六FaAO惠更斯ChristiaanHuygens(1629-1695)向心力F向心加速度aBv第23頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六FBvCvDEvAOR向心加速度第24頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六FBvAORa向心力與距離的平方反比第25頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六雷恩ChristopherWren(1632-1723)胡克RobertHooke(1635-1703)1683～1684:橢圓運動與平方反比定律哈雷EdmundHalley(1656-1742)

第26頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六《原理》第一編“命題11～13”

設一物體沿橢圓（雙曲線、拋物線）運動，指向該圖形焦點的向心力反比于距離的平方。第27頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六F=？第28頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六第29頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六地球月亮F=am蘋果第30頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六地球M月亮mF1F2F=amF1=F2第31頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六萬有引力理論的勝利開普勒三大定律兩種力學的統一三大定理第32頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六開普勒第二定律：行星的向徑在相同的時間內掃過相同的面積。PS第33頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六問題什么原因（力量）使得行星的向徑在相同的時間掃過相同的面積？第34頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六ABCDOHFv勻速直線運動第35頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六ABOCB’C’向心力與面積定律第36頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六OABCDC’D’向心力對勻速直線運動的改變第37頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六開普勒第三定律:牛頓修正:T:行星的公轉周期；R:行星軌道半長徑M:太陽的質量；m:地球的質量第38頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六

如果在均勻無限的流體中，固體球繞一已知的方向的軸均勻轉動，流體只受這種球體的沖擊而轉動，且流體各部分在運動中保持均勻，則流體各部分的周期正比于它們到球心的距離?！对怼返诙帯岸ɡ?0”旋渦假說的否定I

旋渦理論:開普勒第三定律:還是讓哲學家們去考慮怎樣由旋渦來說明3/2次冪的現象吧！第39頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六赤道赤道

旋渦假說的否定II

旋渦理論：兩極突出引力理論：赤道突出第40頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六自然現象的解釋潮汐的成因歲差的成因哈雷彗星的預測第41頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六地球月亮的引力造成了地球表面的潮汐運動潮汐現象的成因月亮地球地球第42頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六歲差現象的成因第43頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六地球赤道月亮第44頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六哈雷EdmundHalley(1656-1742)

《論彗星天文學》1705哈雷彗星·1986年1682年1607年、1531年1758年/1759年周期:76年

武王伐紂，東面而迎歲，至汜而水，至共頭而墜，彗星出，而授殷人其柄?！痘茨献印?057年魯文公十四年（公元前613年）“秋七月，有星孛如于北斗?！薄洞呵铩返?5頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六克萊洛Alexis-ClaideClairaut1713-17651758年11月14日巴黎科學院哈雷彗星將于1759年4月中旬返回近日點第46頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六發現海王星第47頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六三體問題與攝動理論SP1F1P2Fs1748-1752：歐拉創立任意常數變易法拉格朗日、高斯、拉普拉斯第48頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六提丟斯-波得定律星名觀測距離提丟斯計算n水星3.94﹣∞金星7.270地球10.0101火星15.2162283木星52.0524土星95.510051966（海王星）3887行星到太陽的距離第49頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六1766年，提丟斯定律發表JohannDanielTitius(1729-1796)1772年，柏林天文臺臺長波得引用提丟斯定律第50頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六波得JohannElertBode(1747-1826)第51頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六赫歇爾WilliamHerschel(1738-1822）一七八一年發現天王星第52頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六提丟斯-波得定律星名觀測距離提丟斯計算n水星3.94﹣∞金星7.270地球10.0101火星15.2162283木星52.0524土星95.510051966（海王星）3887行星到太陽的距離天王星192.5第53頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六皮亞齊GiuseppePiazzi(1746-1826)一八零一年發現谷神星1772年，提丟斯預言在火星與木星之間存在一顆行星。第54頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六提丟斯-波得定律星名觀測距離提丟斯計算n水星3.94﹣∞金星7.270地球10.0101火星15.2162283木星52.0524土星95.510051966（海王星）3887行星到太陽的距離天王星192.5谷神星27.7第55頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六谷神星第56頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六絕大多數位于火星與木星之間其總質量約為地球的萬分之四第57頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六博瓦德AlexisBouvard(1767-1843)1821年博瓦德斷言：在天王星之外可能存在一個未知行星。第58頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六亞當斯

JohnCouchAdams(1819-1892)1841年7月3日本周初想出了一個計劃，要在取得學位之后，盡快地研究尚未被說明的天王星運動的不規則性，以便把這些不規則性歸之于天王星以外某顆未發現的行星對天王星的作用。1845年9月，亞當斯將研究結果報告劍橋天文臺臺長查理斯。第59頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六查理斯

JamesChallis(1803-1882)艾里GeorgeAiry(1801-1892)第60頁，共63頁，2023年，2月20日，星期六勒威耶

UrbainJeanJosephLeverrier(1811-187