牛顿定律、万有引力定律
物理学最牛逼的定理
在物理学中，有许多被广泛认为是极其重要和强大的定理，每个定理都在其领域内具有划时代的意义。
以下是几个被公认为物理学中最杰出（最牛逼）的定理：
1. 牛顿运动定律：牛顿的三大运动定律奠定了经典力学的基础，描述了物体运动状态变化的规律。
2. 万有引力定律：牛顿提出的万有引力定律解释了天体间的相互吸引力，是天文学和物理学的基石。
3. 热力学第一定律（能量守恒定律）：这个定律表明在一个封闭系统中能量不会凭空产生或消失，只能从一种形式转换为另一种形式。
4. 热力学第二定律：该定律涉及熵的概念，预言了能量转换过程中的不可逆性和系统无序度的增加。
5. 麦克斯韦方程组：这组方程描述了电磁场的基本行为，是电磁学的核心。
6. 广义相对论：爱因斯坦的广义相对论重新定义了重力，将其描述为由物质和能量引起的时空曲率。
7. 海森堡不确定性原理：这个量子力学原理表明，粒子的位置和动量不可能同时被精确知晓，揭示了微观世界的根本性质。
8. 薛定谔方程：这是量子力学中描述量子态随时间演化的基本方程，是研究原子和亚原子粒子的关键工具。
9. 诺特定理：在热力学中，诺特定理描述了在恒温恒压条件下，理想气体内能只依赖于其温度。
10. 质能等价原理（E=mc²）：爱因斯坦的质能等价公式揭示了质量和能量之间的深刻联系，是现代物理学的核心原理之一。
这些定理在物理学的不同分支中占据着核心地位，它们不仅推动了科学的进步，也对技术、工程、医学等多个领域产生了深远的影响。
万有引力 牛顿 微积分
万有引力牛顿微积分万有引力是物体之间相互作用的一种力，它是由英国科学家牛顿在17世纪提出的。
牛顿在《自然哲学的数学原理》一书中，通过引入微积分的概念，成功地解释了万有引力的本质和运动规律。
牛顿提出的万有引力定律是物理学中最重要的定律之一，它描述了物体之间的相互作用力与它们的质量和距离的关系。
根据牛顿的定律，任何两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们的距离的平方成反比。
这个定律被称为“万有引力定律”。
万有引力定律的数学表达形式是：F =G * (m1 * m2) / r^2其中，F表示两个物体之间的引力，G是一个常数，m1和m2分别表示两个物体的质量，r表示两个物体之间的距离。
根据这个定律，我们可以计算出任意两个物体之间的引力大小。
牛顿的万有引力定律不仅解释了地球上物体的运动规律，还解释了天体运动的规律。
通过运用微积分的方法，牛顿成功地推导出了行星绕太阳运动的椭圆轨道和开普勒定律。
微积分是数学中的一个分支，它研究的是变化和运动的规律。
牛顿在研究万有引力的过程中，引入了微积分的概念，通过对位置、速度和加速度的变化率的研究，成功地解释了物体的运动规律。
牛顿的微积分理论为解决物体的运动问题提供了强大的工具。
在应用微积分的过程中，牛顿引入了导数和积分的概念。
导数描述了函数在某一点的斜率，可以用来表示物体的速度和加速度；积分描述了函数在一段区间上的累积效果，可以用来表示物体的位移和距离。
通过运用这些概念，牛顿成功地解决了物体的运动问题，为后来的科学家提供了重要的启示。
牛顿的万有引力和微积分的理论不仅对物理学的发展有着重要的影响，而且对其他学科的研究也产生了深远的影响。
微积分的概念被广泛应用于工程学、经济学、生物学等领域，为解决各种问题提供了强大的工具。
牛顿的万有引力定律和微积分理论是现代科学的重要基石，它们不仅解释了物体之间相互作用的规律，而且为解决各种科学问题提供了有效的方法。
通过深入研究万有引力和微积分的原理和应用，我们可以更好地理解自然界的运动规律，推动科学的发展。
万有引力定律简解
万有引力定律简解
万有引力定律是由英国物理学家牛顿在17世纪提出的一条定律，用来描述物体之间的引力相互作用。
其表述为：任何两个物体之间存在一个引力，这个引力的大小与两个物体的质量成正比，与两个物体之间的距离的平方成反比。
具体地说，如果我们用F表示两个物体之间的引力，m1和m2表示这两个物体的质量，r表示它们之间的距离，那么根据万有引力定律，这个引力的大小可以表示为：
F =
G * (m1 * m2) / r^2
其中G是一个常数，被称为万有引力常数，它的值约为6.67430 ×10^-11 N·(m/kg)^2。
通过这个定律，我们可以推导出一些重要的结论。
首先，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，质量越大，引力越大。
其次，两个物体之间的引力与它们之间的距离的平方成反比，距离越远，引力越小。
最后，这个引力是双向的，即两个物体之间的引力大小相等且方向相反。
万有引力定律在解释天体运动、行星轨道、地球和月球之间的引力等方面具有重要的应用。
它不仅帮助我们理解了物体之间的引力相互作用，还为我们研究宇宙的运行提供了基础。
万有引力定律
万有引力定律万有引力定律（Law of Universal Gravitation）是由英国科学家艾萨克·牛顿在17世纪提出的一条物理定律。
该定律描述了物体之间的引力作用，并为天体力学提供了重要的理论基础。
本文将介绍万有引力定律的基本原理、公式推导以及其在宇宙中的应用。
一、基本原理万有引力定律认为，任何两个物体之间都存在一种相互吸引的力，这种力称为引力。
而引力的大小与物体的质量密切相关，质量越大的物体之间的引力越大，质量越小的物体之间的引力越小。
此外，物体之间的距离也对引力产生影响，距离越近的物体之间的引力越大，距离越远的物体之间的引力越小。
二、公式推导根据牛顿的研究，我们可以通过以下公式来计算两个物体之间的引力：F =G * (m1 * m2) / r^2其中，F表示两个物体之间的引力，m1和m2分别表示两个物体的质量，r表示两个物体之间的距离，G为万有引力常数。
万有引力常数是一个确定的数值，在SI国际单位制中的数值约为6.67430×10^-11m^3·kg^-1·s^-2。
三、宇宙中的应用万有引力定律不仅适用于地球表面上的物体，还可以解释和预测宇宙中的许多现象。
以下是一些宇宙中的应用实例：1. 行星运动：万有引力定律提供了解释行星围绕太阳旋转的原理。
根据该定律，行星受到太阳的引力作用，以椭圆轨道绕太阳运动。
2. 人造卫星轨道：根据万有引力定律，科学家可以计算出将人造卫星送入特定轨道所需的速度和位置。
利用该定律，可以确保卫星按照预定轨道运行。
3. 星际探测：在太阳系以外的星际探测任务中，科学家利用万有引力定律来计算出星际空间中的行星、恒星等物体之间的引力，并据此规划探测器的航线和轨道。
4. 重力透镜效应：万有引力定律还可以解释重力透镜效应。
当光线经过质量很大的物体附近时，其路径会发生弯曲，从而使得远处的物体变得更明亮或更模糊。
这一效应在宇宙中的天体观测中具有重要意义。
牛顿定律、万有引力定律
牛顿运动定律牛顿第一运动定律内容：实验一切物体在任何情况下，在不受外力的作用时，总保持相对静止或匀速直线运动状态。
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
这就是牛顿第一定律。
牛顿第一定律还可缩写成：动者恒动，静者恒静。
说明：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。
物体的保持原有运动状态不变的性质称为惯性(inertia)惯性的大小由质量量度。
所以牛顿第一定律也称为惯性定律(law of inertia)。
牛顿第一定律也阐明了力的概念。
明确了力是物体间的相互作用，指出了是力改变了物体的运动状态。
因为加速度是描写物体运动状态的变化，所以力是和加速度相联系的，而不是和速度相联系的。
在日常生活中我们是不注意这点，往往很容易产生错觉。
注意：（1）牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立，实际上它只在惯性参照系里才成立。
因此常常把牛顿第一定律是否成立，作为一个参照系是否惯性参照系的判据了。
（2）牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的。
我们周围的物体，都要受到这个力或那个力的作用，因此不可能用实验来直接验证这一定律。
但是，从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。
发现及总结300多年前，伽利略对类似的实验进行了分析，认识到：运动物体受到的阻力越小，他的运动速度减小得就越慢，他运动的时间就越长。
他还进一步通过进一步的推理得出，在理想情况下，如果水平表面绝对光滑，物体受到的阻力为零的话，它的速度将不会减慢，这时将以恒定不变的速度永远运动下去。
伽利略曾经专研过这个问题，牛顿曾经说过：“我是站在巨人的肩膀上才成功的。
”这句话就是针对伽利略的。
所以牛顿概括了前人的研究结果，总结出了著名的牛顿第一定律。
牛顿第二运动定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
物理学中的牛顿运动定律与万有引力理论
物理学中的牛顿运动定律与万有引力理论物理学是一门探索自然规律的学科，其中最为重要的发现莫过于牛顿运动定律和万有引力理论。
这两个理论都由英国著名物理学家艾萨克·牛顿提出，为我们解释了自然界中的运动和力学现象。
牛顿运动定律是牛顿力学的基础，它共有三条。
第一条定律，也称为惯性定律，指出当物体不受外力作用时，将保持静止或匀速直线运动状态。
第二条定律可以用公式F=ma来表示，它描述了物体所受合力与其加速度之间的关系。
第三条定律指出物体间的相互作用力大小相等、方向相反。
这些定律在生活中无处不在。
例如，当我们在行驶中刹车时，车身将因惯性而向前移动，人体也会感到向前倾斜的力道。
这也是为什么在电影场景中，车子猛然刹车时乘客会被甩出车窗外。
而解决这种现象的方法是增加安全带使用，以便将人体固定在车厢内。
但牛顿运动定律无法解释的现象是万有引力，也是牛顿最著名的发现之一。
他认为所有物体都存在引力，这种引力与物体间的质量和距离有关。
于是，他开创了引力定律。
在《自然哲学的数学原理》中，他写道：“每个物体都会吸引任何其他物体，引力的大小与物体的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
”万有引力理论提出之后，牛顿做出了许多预测，它们都在后来得到了验证。
例如，牛顿利用它预测了月球绕地球的轨迹、行星运动以及彗星的运动。
它也解释了为什么地球上的物体向地心掉落、天上的星星没有从天上掉下来。
这样的理论突破了人们对自然现象的认知，尽管它仅能解释一小部分现象，但也在物理学研究中奠定了基础。
但随着科学的不断发展，万有引力理论也开始暴露出它的缺陷，它无法解释许多其他现象，例如黑洞、暗物质等等。
为了解决这些问题，物理学家们最终发明了相对论和量子力学，这两个理论将万有引力纳入其中，以便解释黑洞、溶解等复杂的天文现象。
牛顿运动定律和万有引力理论是物理学研究的里程碑。
它们为人类提供了解释运动和物质从未有过的方式，并使我们能够更好地理解生活中的物理现象。
动力学的基础
动力学的基础动力学是研究物体的运动规律的一门科学，它研究物体在不同力作用下的运动规律和相互作用。
动力学的基础是牛顿三定律和万有引力定律，这些定律是建立在实验观察和数学推导的基础上的，使我们能够更好地理解和解释物体的运动。
牛顿三定律是动力学的基础，它包括：第一定律：物体在没有外力作用下保持静止或匀速直线运动；第二定律：物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比；第三定律：任何作用力都具有等大而相反的反作用力。
第一定律告诉我们物体的运动状态会保持不变，除非有外力的作用。
这就是为什么当我们推一个物体时，它会继续前进，直到有摩擦或其他外力作用时才会停下来。
第二定律告诉我们物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。
这就是为什么我们需要更大的力来推动一个重物体，而推动一个轻物体只需要较小的力。
第三定律告诉我们任何作用力都具有等大而相反的反作用力。
当我们敲击一个东西时，手会感觉到与敲击力等大的力。
牛顿三定律的应用广泛，不仅适用于宏观物体的运动，也适用于微观粒子和分子的运动。
例如，地球绕太阳运动的规律可以用牛顿万有引力定律来描述。
万有引力定律是描述物体之间相互作用的重要定律，它告诉我们物体之间的引力与它们的质量和距离成正比。
这就是为什么地球和月亮之间有引力，地球的引力把月亮固定在其轨道上。
此外，万有引力定律还可以解释行星绕太阳的运动、卫星绕地球的运动等。
动力学的基础理论不仅有助于我们理解物体的运动规律，还可以应用到实际生活和工程问题中。
例如，我们可以利用牛顿三定律来设计汽车的刹车系统，使车辆在刹车时能够快速停下来。
我们也可以利用动力学的原理来设计建筑物的结构，以使其能够承受外力的作用而不倒塌。
除了牛顿三定律和万有引力定律，动力学的基础还包括其他一些重要的概念和原理，如动量守恒定律、能量守恒定律、角动量守恒定律等。
这些定律和原理都在不同的领域和问题中发挥着重要的作用。
总之，动力学的基础是牛顿三定律和万有引力定律。
万有引力定律
万有引力定律编辑本词条由“科普中国”百科科学词条编写与应用工作项目审核。
[1] 万有引力定律是艾萨克·牛顿在1687年于《自然哲学的数学原理》上发表的。
牛顿的普适的万有引力定律表示如下：任意两个质点有通过连心线方向上的力相互吸引。
该引力大小与它们质量的乘积成正比与它们距离的平方成反比，与两物体的化学组成和其间介质种类无关。
中文名万有引力定律外文名Law of universal gravitation 表达式F=(G×M₁×M₂)/R²提出者艾萨克·牛顿提出时间1687年应用学科数学、自然哲学、物理学、自然学等适用领域范围物理学、自然学等推理依据编辑伽利略在1632年实际上已经提出离心力和向心力的初步想法。
布里阿德在1645年提出了引力平方比关系的思想.牛顿在1665～1666年的手稿中，用自己的方式证明了离心力定律，但向心力这个词可能首先出现在《论运动》的第一个手稿中。
一般人认为离心力定律是惠更斯在1673年发表的《摆钟》一书中提出来的。
根据1684年8月～10月的《论回转物体的运动》一文手稿中，牛顿很可能在这个手稿中第一次提出向心力及其定义。
万有引力与相作用的物体的质量乘积成正比，是发现引力平方反比定律过渡到发现万有引力定律的必要阶段.·牛顿从1665年至1685年，花了整整20年的时间，才沿着离心力—向心力—重力—万有引力概念的演化顺序，终于提出“万有引力”这个概念和词汇。
·牛顿在《自然哲学的数学原理》第三卷中写道：“最后，如果由实验和天文学观测，普遍显示出地球周围的一切天体被地球重力所吸引，并且其重力与它们各自含有的物质之量成比例，则月球同样按照物质之量被地球重力所吸引。
另一方面，它显示出，我们的海洋被月球重力所吸引；并且一切行星相互被重力所吸引，彗星同样被太阳的重力所吸引。
由于这个规则，我们必须普遍承认，一切物体，不论是什么，都被赋与了相互的引力（gravitation）的原理。
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牛顿定律牛顿第一定律内容：一切物体在任何情况下，在不受外力的作用时，总保持相对静止或匀速直线运动状态。
一切物体总保持匀速直线运动状态或静止状态，直到有外力迫使它改变这种状态为止。
这就是牛顿第一定律。
牛顿第一定律还可缩写成：动者恒动，静者恒静。
说明：物体都有维持静止和作匀速直线运动的趋势，因此物体的运动状态是由它的运动速度决定的，没有外力，它的运动状态是不会改变的。
物体的保持原有运动状态不变的性质称为惯性(inertia)惯性的大小由质量量度。
所以牛顿第一定律也称为惯性定律(law of inertia)。
牛顿第一定律也阐明了力的概念。
明确了力是物体间的相互作用，指出了是力改变了物体的运动状态。
因为加速度是描写物体运动状态的变化，所以力是和加速度相联系的，而不是和速度相联系的。
在日常生活中我们是不注意这点，往往很容易产生错觉。
注意：（1）牛顿第一定律并不是在所有的参照系里都成立，实际上它只在惯性参照系里才成立。
因此常常把牛顿第一定律是否成立，作为一个参照系是否惯性参照系的判据了。
（2）牛顿第一定律是通过分析事实，再进一步概括、推理得出的。
我们周围的物体，都要受到这个力或那个力的作用，因此不可能用实验来直接验证这一定律。
但是，从定律得出的一切推论，都经受住了实践的检验，因此，牛顿第一定律已成为大家公认的力学基本定律之一。
发现及总结300多年前，伽利略对类似的实验进行了分析，认识到：运动物体受到的阻力越小，他的运动速度减小得就越慢，他运动的时间就越长。
他还进一步通过进一步的推理得出，在理想情况下，如果水平表面绝对光滑，物体受到的阻力为零的话，它的速度将不会减慢，这时将以恒定不变的速度永远运动下去。
伽利略曾经专研过这个问题，牛顿曾经说过：“我是站在巨人的肩膀上才成功的。
”这句话就是针对伽利略的。
所以牛顿概括了前人的研究结果，总结出了著名的牛顿第一定律。
牛顿第二运动定律内容：物体的加速度跟物体所受的合外力成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。
表达式：F合=ma说明（1）牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。
力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。
（2）F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之取负值，一般常取加速度的方向为正方向。
（3）根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可将物体所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程。
牛顿第二定律的六个性质：（1）因果性：力是产生加速度的原因。
（2）同体性：F合、m、a对应于同一物体。
（3）矢量性：力和加速度都是矢量，物体加速度方向由物体所受合外力的方向决定。
牛顿第二定律数学表达式∑F = ma中，等号不仅表示左右两边数值相等，也表示方向一致，即物体加速度方向与所受合外力方向相同。
（4）瞬时性：当物体（质量一定）所受外力发生突然变化时，作为由力决定的加速度的大小和方向也要同时发生突变；当合外力为零时，加速度同时为零，加速度与合外力保持一一对应关系。
牛顿第二定律是一个瞬时对应的规律，表明了力的瞬间效应。
（5）相对性：自然界中存在着一种坐标系，在这种坐标系中，当物体不受力时将保持匀速直线运动或静止状态，这样的坐标系叫惯性参照系。
地面和相对于地面静止或作匀速直线运动的物体可以看作是惯性参照系，牛顿定律只在惯性参照系中才成立。
（6）独立性：作用在物体上的各个力，都能各自独立产生一个加速度，各个力产生的加速度的失量和等于合外力产生的加速度。
适用范围：( 1）只适用于低速运动的物体（与光速比速度较低）。
（2）只适用于宏观物体，牛顿第二定律不适用于微观原子。
3）参照系应为惯性系。
牛顿第三运动定律内容：两个物体之间的作用力和反作用力，在同一直线上，大小相等，方向相反。
（详见牛顿第三运动定律）表达式：F=-F' （F表示作用力，F'表示反作用力）说明：要改变一个物体的运动状态，必须有其它物体和它相互作用。
物体之间的相互作用是通过力体现的。
并且指出力的作用是相互的，有作用力必有反作用力。
它们是作用在同一条直线上，大小相等，方向相反。
注意： 1.①力的作用是相互的。
同时出现，同时消失。
②相互作用力一定是相同性质的力③作用力和反作用力作用在两个物体上，产生的作用不能相互抵消。
④作用力也可以叫做反作用力，只是选择的参照物不同⑤作用力和反作用力因为作用点不在同一个物体上，所以不能求合力2.相互作用力和平衡力的区别①相互作用力是大小相等、方向相反、作用在两个物体上、且在同一直线上的力；两个力的性质是相同的。
②平衡力是作用在同一个物体上的两个力，大小相同、方向相反，并且作用在同一直线上。
两个力的性质可以是不同的。
③相互平衡的两个力可以单独存在，但相互作用力同时存在，同时消失例如：物体放在桌子上，对于物体所受重力与支持力，二者属于平衡力，将物体拿走后支持力消失，而重力依然存在．而物体在桌子上，物体所受的支持力与桌面所受的压力，二者为一对作用力与反作用力．物体拿走后，二者都消失．牛顿运动定律适用范围牛顿运动定律是建立在绝对时空以及与此相适应的超距作用基础上的所谓超距作用，是指分离的物体间不需要任何介质，也不需要时间来传递它们之间的相互作用。
也就是说相互作用以无穷大的速度传递。
除了上述基本观点以外，在牛顿的时代，人们了解的相互作用。
如万有引力、磁石之间的磁力以及相互接触物体之间的作用力，都是沿着相互作用的物体的连线方向，而且相互作用的物体的运动速度都在常速范围内。
在这种情况下，牛顿从实验中发现了第三定律。
“每一个作用总是有一个相等的反作用和它相对抗；或者说，两物体彼此之间的相互作用永远相等，并且各自指向其对方。
”作用力和反作用力等大、反向、共线，彼此作用于对方，并且同时产生，性质相同，这些常常是我们讲授这个定律要强调的内容。
而且，在一定范围内，牛顿第三定律与物体系的动量守恒是密切相联系的。
但是随着人们对物体间的相互作用的认识的发展，19世纪发现了电与磁之间的联系，建立了电场、磁场的概念；除了静止电荷之间有沿着连线方向相互作用的库仑力外，发现运动电荷还要受到磁场力即洛伦兹力的作用；运动电荷又将激发磁场，因此两个运动电荷之间存在相互作用。
在对电磁现象研究的基础上，麦克斯韦（1831－1879）在1855～1873年间完成了对电磁现象及其规律的大综合、建立了系统的电磁理论，发现电磁作用是通过电磁场以有限的速度（光速c）来传递的，后来为电磁波的发现所证实。
物理学的深入发展，暴露出牛顿第三定律并不是对一切相互作用都是适用的。
如果说静止电荷之间的库仑相互作用是沿着二电荷的连线方向，静电作用可当作以“无穷大速度”传递的超距作用，因而牛顿第三定律仍适用的话，那么，对于运动电荷之间的相互作用，牛顿第三定律就不适用了。
如图所示，运动电荷B通过激发的磁场作用于运动电荷A的力为（并不沿AB的连线），而运动电荷A的磁场在此刻对B电荷却无作用力（图中未表示它们之间的库仑力）。
由此可见，作用力在此刻不存在反作用力，作用与反作用定律在这里失效了。
实验证明：对于以电磁场为媒介传递的近距作用，总存在着时间的推迟。
对于存在推迟效应的相互作用，牛顿第三定律显然是不适用的。
实际上，只有对于沿着二物连线方向的作用（称为有心力），并可以不计这种作用传递时间（即可看做直接的超距作用）的场合中，牛顿第三定律才有效。
但是在牛顿力学体系中，与第三定律密切相关的动量守恒定律，却是一个普遍的自然规律。
在有电磁相互作用参与的情况下，动量的概念应从实物的动量扩大到包含场的动量；从实物粒子的机械动量守恒扩大为全部粒子和场的总动量守恒，从而使动量守恒定律成为普适的守恒定律。
牛顿运动定律创立的伟大意义牛顿的三大运动定律构成了物理学和工程学的基础。
正如欧几里德的基本定理为现代几何学奠定了基础一样，牛顿三大运动定律为物理科学的建立提供了基本定理。
三大定律的推出、地球引力的发现和微积分的创立使得牛顿成为过去过去一千年中最杰出的科学巨人。
牛顿运动定律的创立过程约翰尼斯〃开普勒在1609年发现行星沿椭圆形（而不是圆形）轨道围绕太阳运行。
此后，科学家们便纷纷狂热地试图用数学方法解释这些轨道。
罗伯特〃胡克和约翰〃哈雷都曾做过尝试，但他们两个人用的数学方法都没能奏效。
1642年艾萨克〃牛顿出生于英国距离剑桥60英里的林肯郡。
艾萨克是个难对付的孩子。
在他出生前三个月父亲就去世了，他不喜欢继父，于是被送给外祖父母由他们抚养长大。
然而牛顿不喜欢任何人——他不喜欢母亲，也不喜欢外祖父母，甚至连同母异父的弟弟和妹妹也不喜欢。
他经常威胁说要打这些亲人，要把房子烧掉。
在学校里，他经常违反纪律，让老师头疼。
只有一个人——威廉〃艾斯库注意到牛顿的聪慧和潜能，他安排牛顿去三一学院（隶属于剑桥大学）学习。
因为太穷支付不起昂贵的学费，牛顿就给其他学生当佣人来挣钱支付食宿的费用。
他总是独来独往，神神秘秘，别人都说他经常板着面孔，喜欢与人争论。
1665年伦敦瘟疫爆发，剑桥大学被迫关闭，于是牛顿回到妹妹在乡下的庄园。
庄园很闭塞，同时又缺少必要的数学工具描述不断变化的力量和运动——而这些又是他感兴趣的，因此他觉得十分沮丧。
他决心弄清楚使物体运动（或静止）的力量。
除了阅读当时比较新的开普勒和哈雷的专著之外，牛顿还研读了伽利略和亚里士多德的著作。
他搜集了早期希腊学者以来的研究结果和理论，这些理论都很零散，而且经常相互矛盾。
他仔细筛选这些材料并把它们重新提炼，找出其中的普遍真理和谬误。
牛顿非常善于从大量观点中筛选出包含真理的少数，他的这一才能让人称奇。
牛顿算不上是实验者，他喜欢思考问题，像爱因斯坦那样在脑海里做实验。
他会长时间专注地想事情，直到得出他需要的答案。
用他自己的话说，他会“把问题摆在面前，然后开始等待，一直等到出现第一缕曙光，接着渐渐变得清晰，最后豁然开朗”。
不久，一个问题开始困扰着牛顿：是什么力量导致了运动呢？他集中精力研究伽利略的自由落体定律和开普勒的行星运动规律。
他痴迷到了废寝忘食的地步，身体几乎处于崩溃的边缘。
1666年初，牛顿创立了三大运动定律，这些定律为他发明微积分和发现地球引力创造了必不可少的条件。
但直到20年后哈雷鼓励牛顿写《自然哲学的数学原理》时，牛顿才公布了他创立的三大定律。
1684年，让〃皮卡尔第一次精确地求出了地球的大小和质量。
有了这些必要的数字，牛顿就能证明：利用三大运动定律和他的重力方程式可以正确地计算出行星运动的真实轨道。
即使有了确凿的数学证据，牛顿也只是在哈雷的请求和说服下于1687年发表了《自然哲学和数学原理》，发表这本书最主要的原因是罗伯特〃胡克声称（错误地声称），他自己已经发现了运动的普遍规律。