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《數學心》第101章 牛頓創立微積分
  牛頓發現的力學三定律和萬有引力定律之後,開始繼續細細思索其中的細節。

  牛頓在想:“如果地球繞太陽轉,不是真正的圓形,那就是一種橢圓,而且是一個不那麽標準的變化的橢圓。”

  “我應該如何細細計算這個東西呢?”想著,牛頓拿出了紙和筆,開始在紙上畫出太陽、地球和地球繞太陽轉動的橢圓軌道。

  牛頓繼續陷入沉思:“如何才能知道橢圓軌道上地球所在每個地方的速度?”

  牛頓看著橢圓軌道圖,知道地球在橢圓軌道上每個速度都不一樣,近地點的很快,遠地點的很慢。想求頂多只能知道地球繞太陽一圈的平均速度。

  “有沒有一種可以直接計算出地球所在不同位置所對應的速度呢?做出一個隨時間或者是位置變化的速度圖。”

  牛頓知道從近地點到遠地點的速度時由快變慢的,從遠地點到近地點的速度時有慢到快的,過程中總能量不會變化。

  牛頓開始在圖紙上話速度隨時間變化的圖:“這個變化如何去知道?”

  “受力一直也在變化,那麽加速度就在變化,所以速度也在變化。只要知道受力是如何改變的,才能知道速度如何去變。”

  根據自己的萬有引力定理,很容易就可以得到力學變化的結果。跟地球太陽的距離平方的反比有關系。

  在此過程中,牛頓認為地球速度在發生變化,這種變化就叫它“流數”。地球流數是跟地球與太陽之間的力有關。

  牛頓此刻知道,時間絕大多數的運動,都不是勻速的和簡單加速度的,而是很多變加速,就算不是不規則的,也是有很多規則的變加速運動的。牛頓此刻知道,自己需要攻克規則情況下的變加速運動成為了自己的重要任務。

  牛頓畫出了一個任意曲線,望著這個曲線發呆:“如果一個物體的運動是按照這個曲線來的,如何去求每時每刻的速度?”他覺得每個函數可以切割開來,而切割的出來的一微小的長度,就是一個直線的。

  牛頓拿著石頭在這個曲線上移動,心裡深知這個石頭會有速度上的變化:“這種變化的差異,本質到底是什麽?”

  希臘的阿基米德等人也思考過這個問題,牛頓按照他們的思路繼續往下走:“如果把這個速度量無限的分下去。那前後之間的速度差異就會越來越少,甚至變成0長度的情況下,速度之間就會沒有差異了。”

  牛頓眉頭緊皺:“這又是什麽意思?微分成無限,速度前後差異為0?怎麽會這樣?”

  “這個時候就會有一個純粹的速度,也就是說,在每個點,速度差異都為0,僅僅是有一個瞬時速度。”

  牛頓在圖上畫出了曲線上每個點的斜率,心裡明白,所有的玄機都在曲線的斜率上。這個斜率就是運動物的純粹速度。

  “如果有關於斜率的方程,不就發現運動物的速度方程了嗎?”

  牛頓想:“如果不規則曲線方程,沒辦法直接寫出斜率方程。那規則的方程是不是可以寫出斜率方程呢?”

  牛頓畫出了一個二次方程,知道無題做二次方程運動,速度肯定會變。然後在方程上取出兩點自變量,再找到方程上對應的因變量,然後讓自變量兩個點互相接近,接近到無窮之時,看到兩個因變量也相互接近,成為一點,牛頓畫出了切線。

  牛頓寫出這兩個即將合並的點的導數方程,就是兩個因變量的差比兩個自變量的差,也就是這合並為一個點的斜率,就是這個點所在的導數,也是這個點此刻的真正速度。

  反過來想,如果知道初速度,然後知道變化量,自然而然就知道這個東西的運動軌跡了。

  牛頓繼續想,在分割曲線的過程中,無數個被分割的都近似等於梯形。再往細處分割,無限等於長方形。如果吧這無窮個長方形加起來,就可以算出這個曲線所包含的面積了。

  或許大自然賜予人思考能力,其中有百分之90是用來思考神學的。

  牛頓的晚年居然話大量時間在考慮神學,神學方面的作品遠遠多於自己的科學著作。
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