1642年，我们上一篇文章的主人公伽利略逝世，同年，牛顿出生。之后，牛顿就成了一个我们所有人都难以回避的名子！
高中的时侯，牛顿被苹果砸出名了；学校的时侯，牛顿的运动三定理和万有引力定理是无数人心里挥之不去的梦魔；学院的时侯，学习相对论还要来跟牛顿热学做深刻的对比。牛顿是惟一一个可以与我们这个系列的主人公爱因斯坦抗衡的科学家，牛顿的1666年也是惟一一个可以与爱因斯坦的1905年相提并论的数学学奇迹年。
牛顿是哪个时代百科全书式的科学家，他的涉及面十分的广，从物理、物理学、化学（书被烧了）、仪器制造、经济学到炼金术、神学和政治，无所不包，他在数学学上的成就是最闪亮的，并且他却说自己在数学学上花的时间远没有在其他领域耗费的时间多。
他在数学学上的成就主要是发觉并总结了牛顿三大定理和万有引力定理，并基于此建立了一个全面的热学体系，于是我们就可以在一个统一的体系之下解释当时能观察到的一切热学现象。这种事情做完以后，牛顿就写了一本书来总结自己的数学学思想，这就是大名鼎鼎的《自然哲学的物理原理》，之后牛顿就等着被封神。
前面说的那些你们都很熟悉，依照惯例，你们都熟知的事情长尾科技是不会再多说的。这篇文章长尾科技想跟你们阐述另一个问题：牛顿的伟大是毋庸置疑的，这么牛顿究竟伟大在哪些地方？或则说他做的这些事情里什么是最具有创造力，难度最大，非牛顿不可完成的？
牛顿热学体系的根基是牛顿三大运动定理和万有引力定理，我们分别来看一看。
牛顿三大定理
牛顿第一定理又叫惯性定理，它说任何一个物体在不受外力或则所受外力的和为零的时侯，都将保持静止或则匀速直线运动状态，直至有外力促使它改变这些状态为止。
牛顿第一定理是牛顿原创的么？不是！是伽利略在做实验的时侯发觉的。伽利略观察一个顺着光滑斜面向下滑动的物体，他发觉这个斜面的夹角越小，这个小球的速率增大的越慢。于是他猜想，假如这个小球在完全没有阻力的水平面上运动，它将仍然这样匀速运动下去，这是针对亚里士多德的“力是维持物体运动的诱因”做的实验。
牛顿第二定理说力不是维持物体运动的缘由，而是让物体形成加速度的缘由，写成物理表达式就是F=ma（F是力，a是加速度，m就是物体的惯性质量）。
牛顿第二定理是牛顿原创的么？也不是！它仍然是伽利略首先发觉的。伽利略在做实验的时侯就发觉了物体速率的大小和方向的改变或则说加速度形成的缘由归结为力的作用，这实际上就是牛顿第二定理的具体叙述了。
牛顿第三定理说斥力和反斥力大小相等方向相反。
牛顿第三定理是牛顿原创的么？这回是的！并且单从它的内容看，这个看上去好像应当显而易见。
万有引力定理
牛顿的万有引力定理说任何有质量的物体之间都存在者引力，这个引力的大小跟这两个物体的引力质量大小成反比，跟她们距离的二次方成正比。简单的说就是引力是万有的，质量越大距离越小的物体间的引力越大，反之引力越小。
写成公式就是下边这样（F代表引力的大小，M和m分别代表两个物体的引力质量，r是两个物体之间的距离，G是万有引力常数，大小为6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²）：
这是一个十分了不起的定理，这么牛顿在其中饰演了一个哪些样的角色呢？
万有引力定理的发觉跟天文学密切相关。开普勒通过仔细剖析第谷的天文数据牛顿第一定律内容理解，发觉了三条行星运动的定理（1609年发觉第一、二定理，1619年发觉第三定理），这三条定理告诉我们：第一，所有行星绕太阳的轨道都是一个椭圆（不是哥白尼说的圆），而太阳在椭圆的一个焦点上（椭圆定理）；第二，行星和太阳的连线在相等的时间间隔内扫过相等的面积（面积定理）；第三，所有行星绕太阳一周的星体时间的平方与它们轨道长半轴的立方成比列（调和定理）。
开普勒的这三大定理告诉了我们好多行星运动的规律，开普勒也因而被称为天空的立法者。前面的科学家要做的事情就是从这三大定理和行星运动的数据里找到愈发通常的规律。大半个世纪之后，哈雷、雷恩、胡克和牛顿这种引力的研究者都发觉了至关重要的引力和距离平方成正比的关系，牛顿和胡克这两位当时第一、第二的化学学家更是为发觉的优先权撕开了脸。
胡克说他更早就发觉了引力定理的公式，而且寄信告诉牛顿引力正比关系（意思是牛顿是从他这儿晓得这个的）。牛顿承认胡克寄信告诉他引力正比关系了，并且他说他在更早的时侯就早已自己发觉这个了，压根就不用胡克告诉，因而他的发觉仍然是靠自己的（胡克心想又没有视频监控，你究竟是哪些时侯发觉的鬼晓得）。
可能牛顿确实更早就发觉了引力正比关系，后来胡克也发觉了这个关系，而且也得到了万有引力定理的初步方式（确定了引力正比关系，这个多项式基本上就下来了），并且胡克只是猜出了这个公式，还未能给出准确的证明。后来牛顿凭着自己精湛的物理方法（牛顿是哪个时代最牛的物理家，可见物理还是十分重要的）对这个做了严格的证明，才即将宣布了万有引力定理的诞生。
科学家们关于科学发觉优先权的角逐在科学史里屡见不鲜，长尾科技把牛顿和胡克的这个事搬进来也不是想去做历史揭秘，而是想告诉你们：在哪个时侯，万有引力定理公式的发觉早已是水到渠成的事了。牛顿尚且技初一筹速率更快，并且从里面的情况来看，尽管没有牛顿，胡克或则哈雷也完全有可能很快发觉这个公式。
牛顿伟大在那里？
看了我里面的描述，你会不会忽然感觉牛顿似乎没有这么伟大了？牛顿三大定理居然有两个是伽利略发觉的，而万有引力定理公式的发觉，他也只是比其他人稍稍快了这么一点点。这样的战绩牛顿第一定律内容理解，还是我们高手牛顿么？
不！虽然考虑到长尾科技前面说的那些，牛顿仍然十分的伟大，只不过他的伟大可能跟好多人平时理解的有点出入。
你们有没有想过，既然牛顿三大运动定理有两条是伽利略发觉的，而牛顿第三定理看上去好像显而易见，这么，为何伽利略不能构建一个完整的热学体系下来呢？
你可能会说伽利略还没有发觉万有引力定理，所以未能完善完整的热学体系，没错，这是个好理由。这么，牛顿同时代的数学学家例如胡克、哈雷呢？胡克肯定晓得伽利略的这些发觉，他也大约晓得万有引力定理的样子，这么为何胡克不能构建一个完整的热学体系呢？
有人可能会说这不是被牛顿抢鲜了么？假如是胡克先完整发觉万有引力定理的，没准胡克也能跟牛顿一样构建一个完整的热学体系下来。
是么？你真的认为假如没有牛顿，胡克发觉了万有引力定理以后能轻松构建一个完整的热学体系？你认为万有引力定理最重要的是哪些，是那种公式么？
不！
万有引力定理里那种最重要的东西，并不是那种公式，证明哪个多项式须要的是一些物理方法（由于差不多那会儿你们都猜到公式应当长那种样子了），确实，没有牛顿胡克也可能发觉。并且，假如没有牛顿，不晓得要过多久就会有人发觉这个定理虽然是万有的！
没错，万有引力定理里最困难最具有原创性的思想不是公式本身，而是万有。
万有就是说这些引力不仅仅是行星围着太阳运动的缘由，它也是苹果往下落，水往低处流的诱因，也是人有体重，挑上去总要落回地面的缘由。
万有就是说，原先天上和低下都遵守同样的运动规律，太阳系以内抢占主导作用的是引力，而不是上帝。
我们想想，开普勒的行星运动规律只是描述行星围绕太阳转的运动规律，这么我最终得出的公式也应当是描述行星运动的规律。所以，意识到万有引力定理的“万有性”是一个巨大的突破，这一步须要极富创造力的脑子。
意识到引力是万有的以后，再结合伽利略说的“力是化学速率改变的缘由”（牛顿第二定理），都会很自然的想到去剖析在引力作用下物体的运动规律，而在这个时侯牛顿在物理上惊人才气又发挥了巨大作用。
一些受力简单运动简单的情况，初等物理就够用了，而且当情况稍为复杂一点的时侯，没有微积分就不行了。牛顿为了解决一些复杂的数学问题，居然自己跑去发明微积分，这些任性，在科学史上再找不出第二个了。
牛顿集这些惊人的洞察力和惊人的物理才气于一身，这才从开普勒的行星定理发觉了万有引力定理，并意识这是天上地下都遵守的规律。配合伽利略发觉的两条定理和自己的第三定理，牛顿借助专业的物理方式和他自己发明的微积分，才建立了一套完整的热学体系，并解释了当时人们可以观察到的一切热学现象。
在哪个时代，这些能力不仅牛顿，没有第二个人具备，而且都还差得很远。所以，伟大二字，牛顿当之无愧。
结语
老读者肯定都还记得我之前写过一篇《重新认识《几何起初》——致这些年我们白学的几何》（公众号里有），在那儿我跟你们说过《几何起初》书里的这些定律在之前就都早已被证明了，欧几里得伟大的地方不是把其中的某个定律证明了，而是用一种精妙的逻辑把这种定律有机的串在一起，之后产生了一个完整的体系。
《几何起初》对牛顿的影响巨大，《自然哲学的物理原理》一书四处有《几何起初》的痕迹，牛顿建立热学体系跟欧几里得建立几何体系是不是也很相像呢？
伟人的伟大之处经常不是这么显而易见的~
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