牛顿是怎样在前人研究成果的基础上建立三个运动定律的?他的主要贡献是什么?

牛顿是怎样在前人研究成果的基础上建立三个运动定律的?他的主要贡献是什么?
牛顿是怎样在前人研究成果的基础上建立三个运动定律的?他的主要贡献是什么?

牛顿是怎样在前人研究成果的基础上建立三个运动定律的?他的主要贡献是什么?
在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位.他数学生涯中的第一项创造性成果就是发现了二项式定理.据牛顿本人回忆,他是在1664年和1665年间的冬天,在研读沃利斯博士的《无穷算术》并试图修改他的求圆面积的级数时发现这一定理的. 微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就.牛顿为解决运动问题,才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为"流数术".它所处理的一些具体问题,如切线问题、求积问题、瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等,在牛顿前已经得到人们的研究了.但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度,对以往分散的努力加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统一为两类普通的算法——微分和积分,并确立了这两类运算的互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的一步,为近代科学发展提供了最有效的工具,开辟了数学上的一个新纪元. 1707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为《普遍算术》.他主要讨论了代数基础及其（通过解方程）在解决各类问题中的应用.书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数,即“牛顿幂和公式”. 牛顿对解析几何与综合几何都有贡献.他在1736年出版的《解析几何》中引入了曲率中心,给出密切线圆（或称曲线圆）概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法.并将自己的许多研究成果总结成专论《三次曲线枚举》,于1704年发表.此外,他的数学工作还涉及数值分析、概率论和初等数论等众多领域. 牛顿是经典力学理论理所当然的开创者.他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律. 牛顿发现万有引力定律是他在自然科学中最辉煌的成就.那是在假期里,牛顿常常来到母亲的家中,在花园里小坐片刻.有一次,象以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来.一个苹果的偶然落地,却是人类思想史的一个转折点,它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍,引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢?牛顿思索着.终于,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力.他认为太阳吸引行星,行星吸引行星,以及吸引地面上一切物体的力都是具有相同性质的力,还用微积分证明了开普勒定律中太阳对行星的作用力是吸引力,证明了任何一曲线运动的质点,若是半径指向静止或匀速直线运动的点,且绕此点扫过与时间成正比的面积,则此质点必受指向该点的向心力的作用,如果环绕的周期之平方与半径的立方成正比,则向心力与半径的平方成反比.牛顿还通过了大量实验,证明了任何两物体之间都存在着吸引力,总结出了万有引力定律： （m1和m2是两物体的质量,r为两物体之间的距离）.在同一时期,雷恩、哈雷和胡克等科学家都在探索天体运动奥秘,其中以胡克较为突出,他早就意识到引力的平方反比定律,但他缺乏象牛顿那样的数学才能,不能得出定量的表示. 牛顿运动三定律是构成经典力学的理论基础.这些定律是在大量实验基础上总结出来的,是解决机械运动问题的基本理论依据. 1687年,牛顿出版了代表作《自然哲学的数学原理》,这是一部力学的经典著作.牛顿在这部书中,从力学的基本概念（质量、动量、惯性、力）和基本定律（运动三定律）出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,建立了经典力学的完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体力学统一起来,实现了物理学史上第一次大的综合. 在光学方面,牛顿也取得了巨大成果.他利用三棱镜试验了白光分解为的有颜色的光,最早发现了白光的组成.他对各色光的折射率进行了精确分析,说明了色散现象的本质.他指出,由于对不同颜色的光的折射率和反射率不同,才造成物体颜色的差别,从而揭开了颜色之迷.牛顿还提出了光的“微粒说”,认为光是由微粒形成的,并且走的是最快速的直线运动路径.他的“微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论.此外,他还制作了牛顿色盘和反射式望远镜等多种光学仪器. 牛顿的研究领域非常广泛,他在几乎每个他所涉足的科学领域都做出了重要的成绩.他研究过计温学,观测水沸腾或凝固时的固定温度,研究热物体的冷却律,以及其他一些只有在与他自己的主要成就想比较时,才显得逊色的课题.