遥望星空2：牛顿·微积分·万有引力定律的发现 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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齐民友 编

图书标签:

• 科学史
• 牛顿
• 微积分
• 万有引力
• 物理学
• 数学
• 科学普及
• 传记
• 历史
• 经典科学

出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040238372

版次：1

商品编码：10846165

包装：平装

丛书名： 数学文化小丛书

开本：32开

出版时间：2008-06-01

用纸：胶版纸

页数：92

正文语种：中文

编辑推荐

数学文化小丛书精选对人类文明发展起过重要作用、在深化人类对世界的认识或推动人类对世界的改造方面有某种里程碑意义的主题，深入浅出地介绍数学文化的丰富内涵、数学发展史中的一些重要篇章以及一些著名数学家的历史功绩和优秀品质等内容，适于包括中学生在内的读者阅读。

内容简介

《遥望星空2》主要介绍了牛顿万有引力理论产生的历史过程，也说明了时代要求一种高级的新数学。微积分的出现正是应运而生。同时详细介绍了牛顿和与他同时代的大科学家，如莱布尼茨、惠更斯怎样展开对微积分的基本思想和基本方法的研究，简略说明了微积分的严格化产生的背景，并介绍了一种万有引力理论推导的初等的新方法。

作者简介

齐民友，武汉大学数学与统计学院教授。专业方向为偏微分方程。曾任国务院学位委员会数学组成员，武汉大学校长，中国数学会副理事长。湖北省数学会理事长。湖北省科协副主席。发表过若干专业论文，撰写过一些教材和科普书籍，如《重温微积分》，翻译了一些国外著作，如H.Weyl的《数学与自然科学之哲学》。

目录

一、引子
二、牛顿的生平
三、牛顿和微积分
切线问题
极大极小问题
数苑漫游(一）椭圆
积分学与微积分的基本定理
数苑漫游(二）牛顿与亿
微积分的严格性问题

四、万有引力的发现与证明
数苑漫游(三）苹果和月亮
数苑漫游(四）用一点向量
附录 由万有引力定律到开普勒第一定律
五、结束语

精彩书摘

牛顿（Isaac Newton）于1643年1月4日生于林肯郡（Lincolnshire）格兰瑟姆（Grantham）附近的伍尔索普庄园（Woolsthorpe Manor）。他是遗腹子，父亲也叫Isaac Newton。三岁时，牛顿的母亲改嫁了，牛顿就和外婆生活在伍尔索普庄园。不几年后，继父也去世了，母亲就带着后夫的三个孩子，回到伍尔索普庄园，一大家人住在一起。在当时，这个家庭应该算是殷实之家了。然而牛顿的生活是孤独的，如孤儿一般。这与牛顿后来孱弱的身体和内向孤僻的性格有很大关系。这个家庭当然完全谈不上对牛顿的教育，母亲对他的希望也只是做一个富裕的农民而已。所以要想从她手上抠出读书的钱并非易事。但牛顿在中学毕业以后却是一心想要进大学，虽然没有任何资料说明牛顿已经表现出过人的才智。这时，牛顿的舅舅支持了牛顿，所以才进了剑桥大学三一学院（Trinity College），时为1661年6月，也就是康熙皇帝继位前一年。把科学史上的年代与我国历史大事的编年做一个对照是很有趣的事。这样，我们就可以更真切地体会到，我国在科学上是怎样落后下来的。
现在关于牛顿在剑桥大学学习的情况所知不多。可以肯定的是，当时的剑桥大学是由亚里士多德的学说统治的。但是，剑桥大学有一个很大的图书馆，牛顿也有充分的余暇，他特别专注攻读笛卡儿、伽桑地（Pierre Gassendi，1592—1645，法国哲学家与天文学家）、霍布士（Thomas Hobbes，1588—1679，著名的英国哲学家，唯物论机械论者）、玻意耳等人的著作。这些学者共同的特点是主张机械论。这对于牛顿后来的哲学立场自然有深刻的影响。也正是从这种机械论的立场出发，牛顿完全接受了哥白尼、开普勒和伽利略关于太阳系的日心说理论。他仔细地分析过这些伟大先行者的著作，包括他们的数据和各种结论。他几乎读遍了剑桥大学三一学院图书馆中的全部伽利略的著作。但是，那里可找不到伽利略的两本最基本的著作，即《两大世界体系》和《两门新科学》。因为剑桥大学三一学院图书馆的负责人仍然感到收藏这两本禁书要冒很大的风险。天主教教义对当时人们的思想统治之严酷，不是我们今天可以想象得到的。关于牛顿在哲学方面所受到的影响，还有另一方面。当时剑桥大学最著名的哲学家亨利·摩尔（Henry More，1614—1687）属于所谓新柏拉图主义，他们一方面承认有一个机械论性质的宇宙，但是上帝是存在的，他通过一种“自然的精神（spirit ofNature）”控制着机械论性质的宇宙。这一点对于牛顿似乎也是有影响的，而且亨利·摩尔恰好代表这种思想的神秘的通神的（theosophic）一面。
……

前言/序言

整个数学的发展史是和人类物质文明和精神文明的发展史交融在一起的。数学不仅是一种精确的语言和工具，不仅是一门博大精深并应用广泛的科学，而且更是一种先进的文化。它在人类文明的进程中一直起着积极的推动作用，是人类文明的一个重要支柱。
要学好数学，不等于拼命做习题、背公式，而是要着重领会数学的思想方法和精神实质，了解数学在人类文明发展中所起的关键作用，自觉地接受数学文化的熏陶。只有这样，才能从根本上体现素质教育的要求，并为全民族思想文化素质的提高夯实基础。
鉴于目前充分认识到这一点的人还不多，更远未引起各方面足够的重视，很有必要在较大的范围内大力进行宣传、引导工作。本丛书正是在这样的背景下，本着弘扬和普及数学文化的宗旨而编辑出版的。
为了使包括中学生在内的广大读者都能有所收益，本丛书将着力精选那些对人类文明的发展起过重要作用、在深化人类对世界的认识或推动人类对世界的改造方面有某种里程碑意义的主题，由学有专长的学者执笔，抓住主要的线索和本质的内容，由浅入深并简明生动地向读者介绍数学文化的丰富内涵、数学文化史诗中一些重要的篇章以及古今中外一些著名数学家的优秀品质及历史功绩等内容。每个专题篇幅不长，并相对独立，以易于阅读、便于携带且尽可能降低书价为原则，有的专题单独成册，有些专题则联合成册。
希望广大读者能通过阅读这套丛书，走近数学、品味数学和理解数学，充分感受数学文化的魅力和作用，进一步打开视野，启迪心智，在今后的学习与工作中取得更出色的成绩。

《星海拾遗：巨匠的光辉与思想的脉络》 在浩瀚的宇宙图景面前，人类文明的每一次飞跃，都离不开那些划时代的思想火花。本书并非对某一位科学巨匠的传记式梳理，也不是对单一科学理论的枯燥阐述。它是一次深邃的思想漫游，一次对知识起源的追溯，一次对人类智慧如何点亮蒙昧、揭示宇宙奥秘的深刻探索。我们将沿着思想的星轨，漫步于人类理性之光的照耀下，触摸那些塑造了我们认知世界方式的伟大瞬间。 在人类对天象的好奇心驱使下，古老的智慧在观察与思辨中萌芽。从早期文明对日月星辰的朴素认知，到希腊哲学家们对宇宙结构的哲学构想，再到中世纪学者们对古老知识的继承与初步发展，这其中蕴含的不仅是对自然现象的记录，更是对“为什么”的永恒追问。本书将选取那些看似零散，实则相互关联的知识片段，展现人类在未掌握系统性科学方法之前，是如何一步步接近真理的。例如，我们不会详细描述亚里士多德的物理学体系，但我们会触及他关于天体运动的早期模型，以及这些模型如何影响了后世千年的思想。我们将提及托勒密的地心说，并非为了对其进行批判，而是为了理解它在当时的历史条件下，是如何成为解释宇宙运行的最为精密的模型，以及这种“精密”的背后，蕴含着人类对秩序的渴望。 当历史的车轮驶向文艺复兴，科学的种子开始在更为肥沃的土壤中孕育。这是一个知识解放的时代，人们开始挑战权威，重拾古希腊罗马的理性精神，并在实践中寻求答案。本书将聚焦于这个时期出现的那些关键性的思想萌芽，它们如同暗夜中的星辰，虽然尚未汇聚成星座，却已预示着一场思想的变革。我们会描绘一些杰出的工匠、艺术家和早期科学家，他们如何在自己的领域内，通过精密的测量、巧妙的设计，无意识地为后来的科学突破奠定基础。例如，在天文观测领域，早期望远镜的改进，使得人们看到了前所未有的宇宙细节，这种细节的积累，虽然在当时没有形成统一的理论，但却为理论的建立提供了丰富的素材。我们也会探讨一些哲学上的进步，例如经验主义的兴起，它强调通过感官经验来认识世界，这为后来科学研究的实证精神注入了活力。 然而，真正的科学革命并非一蹴而就。它需要一个能够统摄零散观察、解释复杂现象的宏大框架。本书将深入探讨那个时代那些引领方向的伟大思想家，他们的思考方式、他们面临的挑战，以及他们如何凭借超凡的智慧，将人类的认知推向了新的高度。我们不会拘泥于对某位特定人物生平的流水账式记述，而是更侧重于展现他们思想的精髓，以及这些精髓是如何在当时的知识背景下孕育、发展并最终产生的。 我们将审视那些关于“运动”和“变化”的深刻洞察。在物理世界中，一切都在运动，星辰在运转，物体在坠落，能量在转化。理解这些运动的规律，是揭开宇宙奥秘的关键。本书将追溯那些关于“变化率”和“累积量”的早期探索。在数学领域，人们逐渐认识到，描述连续变化和曲线形状需要一种全新的语言。我们将触及数学史上的那些里程碑式的进展，例如对无穷小和无穷大的初步理解，以及它们如何逐渐演变成一种强大的分析工具。这并非是关于某个数学定理的推导过程，而是关于数学思想如何从解决具体问题，逐步升华为一种抽象的、普适的思维方式，为描述自然界的连续性提供了可能。 当然，科学的进步离不开对“普遍性”的追求。那些看似独立、杂乱的自然现象，是否背后存在着统一的规律？人类的理性是否能够发现这些隐藏在表象之下的普遍法则？本书将聚焦于这种对统一性的不懈追求。我们将探讨那些试图解释天体运动与地面物体运动之间联系的早期尝试，以及这种联系的发现是如何颠覆了人们长期以来对“天上”与“地上”截然不同世界的认知。这种“普适性”的观念，是科学精神的核心，它鼓励我们超越个别事例，去寻找事物之间普遍的联系和内在的规律。 此外，我们还将触及科学研究方法论的演进。从早期对观察的依赖，到实验的引入，再到理论与实践的紧密结合，科学的研究范式是如何一步步成熟起来的。本书将通过一些具体的例子，展现科学家们是如何通过严谨的设计、精确的测量、客观的分析来检验自己的假设，并在这个过程中不断修正和完善自己的理论。我们将强调科学研究的迭代性，即科学知识并非一成不变的真理，而是在不断的探索与修正中向前发展。 本书的另一个重要视角，在于理解科学发现的“情境性”。任何科学的突破，都不是凭空产生的，它们都深深地根植于当时的社会、文化和技术环境。我们将描绘那个时代所特有的智力氛围，科学社群的互动，以及技术进步对科学发现的促进作用。例如，新的测量仪器的出现，往往能够解锁新的观测可能性，从而引发新的理论思考。同时，某些社会需求，例如航海导航的精准化，也能够成为科学研究的强大驱动力。 然而，最引人入胜的，莫过于那些“顿悟”的时刻。那些划时代的思想，往往并非线性累积的结果，而是某种灵感、某种洞察，它们突然照亮了前行的道路。本书将尝试捕捉这些“顿悟”的瞬间，并非通过神秘化的描述，而是通过对当时科学家们所积累的知识、所面临的难题以及最终的突破性思维的梳理，来展现这种思维的飞跃是如何发生的。我们将探讨那些看似简单的几何图形，如何被赋予了深刻的物理意义；那些看似微不足道的力学原理，如何能够解释宏大的天体运行。 最终，本书将引导读者理解，科学的进步并非是终点，而是人类永无止境的探索旅程。那些被我们视为“定律”的伟大发现，本身也是人类智慧在特定历史时期的结晶。它们为我们提供了理解宇宙的强大工具，也激发了我们对未知世界更深层次的求知欲。本书并非在宣告某个时代的结束，而是在颂扬人类理性之光的永恒闪耀，并启发读者继续仰望星空，思考属于我们这个时代的科学命题。我们将通过对思想脉络的梳理，让读者感受到科学的魅力，体验知识的力量，并激发对更广阔宇宙和更深邃思想的无限遐想。

评分☆☆☆☆☆

在阅读这本书的过程中，我感受到了知识的“碰撞”和思维的“激发”。它并没有刻意去回避科学研究中的复杂性，反而将这些复杂性以一种引人入胜的方式呈现出来。例如，关于微积分的起源和发展，书中不仅仅提到了牛顿，也提及了莱布尼茨，并对两位科学家各自的贡献和争论进行了客观的描述。这种多角度的呈现，让读者能够更全面地理解科学发展的过程，认识到科学的进步往往是建立在前人研究和各种思想交流碰撞的基础之上的。同时，书中穿插的关于当时科学界的一些轶事和人物传记，也让阅读过程更加轻松有趣，不会让人感到过于枯燥。我尤其喜欢那些关于牛顿的日常生活和他的性格特点的描述，这让我觉得这位伟大的科学家更加真实和立体，而不是一个遥不可及的神话人物。这种人文关怀与科学精神的结合，让这本书充满了独特的魅力，不仅仅吸引了对科学感兴趣的读者，也能够引起更广泛读者的共鸣。

评分☆☆☆☆☆

这本书的光影效果着实惊艳，封面那深邃的蓝色夜空，点缀着几颗遥远的星辰，仿佛能将人瞬间拉入浩瀚的宇宙之中。我拿到书的时候，第一感觉就是它的质感，纸张细腻而厚实，翻阅时带着一种低沉的沙沙声，仿佛是古老智慧在耳边低语。书中的插图更是让人赞叹，那些手绘的星图、精密的仪器图，以及牛顿晚年那充满智慧的肖像，都充满了历史的厚重感和艺术的张力。每一幅图都仿佛经过了精心的构思和打磨，与文字内容相得益彰，让原本抽象的概念变得生动起来。我尤其喜欢那些描绘当时科学研究场景的插画，能够想象出那些伟大的科学家们在简陋的实验室里，夜以继日地探索宇宙奥秘的场景，这比单纯的文字描述更能触动人心。封面的设计更是点睛之笔，那片遥望的星空，不仅仅是一个画面，更是一种象征，象征着人类永恒的好奇心和对未知世界的无限向往。它传递出一种宁静而又充满力量的感觉，让人在翻阅这本书之前，就已经被它所散发出的智慧光芒所吸引，迫不及待地想要探索其中蕴含的知识。

评分☆☆☆☆☆

这本书最让我震撼的，莫过于它所展现出的思维的深度与广度。它不仅仅是关于科学知识的介绍，更是关于一种科学精神的传承。作者对牛顿的每一个重要发现，都进行了深入的剖析，解释了这些发现是如何在当时颠覆了人们的认知，又是如何为后来的科学发展奠定了坚实的基础。微积分的发明，更是被描绘成一项划时代的壮举，它为描述和分析动态世界提供了全新的工具，开启了数学和物理学的新篇章。我仿佛能够感受到牛顿在冥思苦想，试图用数学的语言去捕捉变化的瞬息万变时那种巨大的精神压力，以及最终突破时的喜悦。而万有引力定律的提出，更是将整个宇宙纳入了统一的框架之下，让人们对宇宙的理解上升到了一个全新的高度。作者对这些宏大理论的梳理，不仅仅是知识的传递，更是对人类智慧的礼赞，让我深刻体会到科学探索的伟大与艰辛，以及那些伟大的科学家们是如何以其非凡的智慧和毅力，改变了我们对世界的认知。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开这本书，迎面而来的是一股浓厚的学术气息，却又不失趣味性。作者在叙述上非常有条理，从牛顿早年的求学经历，到他对光学、数学、天文学等各个领域的探索，都进行了详尽的介绍。我尤其欣赏作者对于科学发现过程的描绘，它不仅仅是罗列出几个伟大的公式，而是深入到当时的时代背景、科学困境、以及牛顿个人的思考与实验过程。你会看到，伟大的科学发现并非一蹴而就，而是充满了曲折、反复和不懈的努力。作者用生动的语言，将那些艰深的科学理论，以一种相对易懂的方式呈现出来，即使是对科学不甚了解的读者，也能从中领略到其中的魅力。其中关于牛顿如何从观察苹果落地这一日常现象，最终联想到月球绕地球运行的引力，这个过程的阐述，简直是教科书般的精彩，将抽象的科学思考过程具象化，让我不禁对牛顿的洞察力和思维方式感到由衷的敬佩。这种娓娓道来的叙事风格，让我感觉就像在听一位经验丰富的老师在娓娓道来，而不是在枯燥地阅读一本科学著作。

评分☆☆☆☆☆

这本书给我的感觉，就像是打开了一扇通往智慧殿堂的大门。作者的文字充满了激情与真诚，字里行间透露出对科学的无限热爱和对人类智慧的深深敬意。它让我明白了，科学不仅仅是冰冷的公式和理论，更是人类探索未知、认识世界、改造世界过程中最闪耀的智慧火花。从牛顿对光的本质的探索，到他构建的宏伟数学体系，再到他最终提出的万有引力定律，这一系列伟大的发现，不仅仅是个人才能的展现，更是人类思想史上的重要里程碑。书中对于科学概念的解释，深入浅出，层层递进，让我能够逐步理解那些曾经觉得遥不可及的科学原理。它点燃了我内心深处对知识的渴望，让我重新审视了科学在人类文明发展中的重要作用，也让我对未来科学的发展充满了期待。这本书的价值，远不止于知识的传递，更在于它所激发的那种对真理的追求和对智慧的敬畏之情，这是一种能够影响人一生的宝贵财富。

评分☆☆☆☆☆

对于时间，似乎有某种类似于起点的东西。许多观测指出宇宙起源于大约四十亿年前；至少它们似乎证明在那时，宇宙的全部物质集中于较现在小得多的空间之内，并且一直以不同的速度从这个小空间向外膨胀。从许多不同的观测（例如，从陨石的年龄、地球上矿物的年龄等等〕，发现了同样的四十亿年，因此，很难找到一个本质上不同于宇宙有一个起源这种观念的解释。如果它是正确的，就可能意味着在这个时间之外时间的概念将遭受根本的变化。在天文观测目前的状况下，关于大尺度的时间空间几何学的问题还不能作任何程度的确定的回答。但想到对这些问题最终可能在坚实的经验基础上作出回答，那是极为有趣的。当前，即令是广义相对论，也是建立在一个很狭窄的实验基础上，并且必须认为它比用洛伦兹变换表示的所谓狭义相对论要靠不住得多。

评分☆☆☆☆☆

即使人们限制进一步讨论广义相对论，但毫无疑问，相对论诚然已经深深地改变了我们对时间空间结构的观点。这些变化的最激动人心的方面或许不在于它们的特殊性质，而是在于这些变化已成为可能这一事实本身。牛顿所定义的成为他对自然作数学描述的基础的时间和空间结构是简单而前后一致的，并且十分密切地符合于日常生活中所用的时间和空间概念。事实上这种符合是如此密切，以致牛顿的定义可以认为是这些日常概念的准确的数学形式化。在相对论之前，事件按照时间排成序列而与它们空间中的位置无关，这似乎是十分明显的。我们现在知道，这种印象是在日常生活中，由于光速比实际经验中碰到的任何其他速度大得多这一事实而产生的；但是这个限制在当时当然没有被认识到。并且即使我们现在知道了这种限制，我们也仍然很难想象，事件的时间序列应当与它们的位置有关。

评分☆☆☆☆☆

对于时间，似乎有某种类似于起点的东西。许多观测指出宇宙起源于大约四十亿年前；至少它们似乎证明在那时，宇宙的全部物质集中于较现在小得多的空间之内，并且一直以不同的速度从这个小空间向外膨胀。从许多不同的观测（例如，从陨石的年龄、地球上矿物的年龄等等〕，发现了同样的四十亿年，因此，很难找到一个本质上不同于宇宙有一个起源这种观念的解释。如果它是正确的，就可能意味着在这个时间之外时间的概念将遭受根本的变化。在天文观测目前的状况下，关于大尺度的时间空间几何学的问题还不能作任何程度的确定的回答。但想到对这些问题最终可能在坚实的经验基础上作出回答，那是极为有趣的。当前，即令是广义相对论，也是建立在一个很狭窄的实验基础上，并且必须认为它比用洛伦兹变换表示的所谓狭义相对论要靠不住得多。

评分☆☆☆☆☆

比较有趣呢

评分☆☆☆☆☆

希望孩子喜欢这本书，恨不得

评分☆☆☆☆☆

买了遥望星空1和2，质量应该还是有保障的。

评分☆☆☆☆☆

非常非常好

评分☆☆☆☆☆

本为读初一的儿子用，初略翻翻：想看懂，要具备微积分的知识；不适合初中生；对有奥数知识的初中生，可以睡前阅读丛书中的“连分数与立法”和“同余式及应用”。

评分☆☆☆☆☆

买了遥望星空1和2，质量应该还是有保障的。