牛頓微積分的故事
牛頓微積分的故事有很多,以下是其中的一些:
1. 有一天,牛頓的朋友格里戈病了,在床上躺了很長時間,牛頓時去探望他。牛頓帶來的東西擱在桌子上,他就跟牛頓談起了各種科學問題。
格里戈一談上這些就感到很興奮,談話中就情不自禁地談到流體的性質。他對牛頓說:「流體的性質真是太奇妙了!你隨便拿它做什麼用,無論是推磨的輪子,還是水車,或是大的工業設備,都要用到流體的學問。」
「流體是什麼?」牛頓問道。
「水就是流體。」格里戈指著桌子上杯子裡的水說:「牛頓你看這杯水,水分子像羊群一樣滾動著向下流。可事實並非如此。把一塊板子斜插在水裡,你看到水分子被分成了兩股,分界處向外凸起,並向上運動。向下流動的水也有這種情形。」
牛頓關掉屋裡的燈,一片漆黑。然後從口袋裡掏出一支筆和一個本子。她問道:「水為什麼會有分界處向上運動呢?」接著她用手指在桌子上划起來,表示水的模型。
「這是牛頓流體力學的基本問題。」她自言自語地嘟嚷著,「密度大的物質與密度小的物質在一起時,密度大的物質要向密度小的物質流動。但是密度不同的物質又怎樣流動呢?密度大的物質為什麼向密度小的物質流動呢?」接著她又提出了其他一系列的問題:什麼力量把物體的各個部分拉到一塊?液體凝固時,其內部結構又會怎樣?不同物質混在一起時為什麼會在交界面上出現壓力?物質的膨脹和收縮是不是由流體中分子的壓力造成的?在物體的空隙中有無流體存在?……在黑夜中,當牛頓從口袋裡掏出一支筆和一個本子時,他的腦海里已清晰地浮現出這些問題的答案。而本子上又增添了無數密密痲痲的符號、圖式、結論的推理以及新的問題……這時已是深夜3點鐘了。幾個鐘頭過去了,屋子裡的談話仍在繼續進行。由於緊張的思索,牛頓時而陷入迷惘狀態,直到他把這一切都想通後,他才開始進行實驗、觀察和計算。終於證明他的看法是否正確。格里戈感到非常驚訝,並且他們也好久都未能入睡。這以後也沒有哪個早晨再讓牛頓這般深夜裡作研究的局面出現過了。因此當時人們都認為牛頓之所以偉大,是因為他獨創了微積分。
2. 牛頓在研究微積分的過程中,也曾經有過一段艱難的歷程。他曾連續幾天幾夜研究微積分的問題,導致身體過度疲勞而生病了。在病床上他還在思考著微積分的問題。他的一個朋友來看望他時問他:「難道解決微積分的問題會比解決行星問題還要難嗎?」牛頓回答說:「不是這樣的,它只是人們還沒有找到解決問題的方法。」 這段故事說明了他對於研究微積分問題的熱愛和決心。
這些故事展現出了牛頓對科學研究的熱情和毅力,同時也證明了微積分在科學研究中扮演的重要角色。
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