《磁鐵》是英國出版的第一部偉大的物理學著作。吉爾伯特從實驗和理論相結合上對電磁學的研究,標誌著近代電磁學的萌芽。
拉普拉斯《概率的分析理論》出版
1812年6月29日,拉普拉斯的著作《概率的分析理論》出版,這部著作實現了概率論研究中由組合技巧向分析方法的過渡,開創了概率論發展的新階段。
《概率的分析理論》一書,是對前人及拉普拉斯自己研究成果的全麵總結,運用17、18世紀發展起來的強有力的分析工具處理概率論的基本內容,使以往零散的結果係統化。這本書除給出概率論方麵的一些重要概念、導出包括中心極限定理在內的一些重要定理等內容以外,還引進了被廣泛應用的“拉普拉斯變換”,並將概率論廣泛應用於觀測誤差估計、氣象、人口統計、保險等科學和社會問題。
1814年,《概率的分析理論》第二版出版,拉普拉斯在書中增加了一個長達150頁的緒論,同年該緒論以題為《概率的哲學導論》單獨出版。《導論》論述了概率論定義、發展曆史、概率的般原理和應用,並闡明了概率的重要概念——數學期望及其計算方法。
拉普拉斯對純粹數學並不是很感興趣,他愛好應用,數學隻是一種手段,而不是目的,是人們為了解決科學問題而必須精通的一種工具。拉普拉斯的虛榮心較強,經常不交代他的結果的來源,給人的印象好像都是他自己的,事實上,他利用了拉格朗日的許多概念而未做聲明。
拉普拉斯在科學上的主要成就涉及天體力學、宇宙論、分析和概率論等方麵,他的五大卷《天體力學》(1799~1825)已成為整個科學史上的經典巨著。他在數學方麵的貢獻也多與天體力學和其他應用研究有關。
《皇與全覽圖》測繪工程啟動
在中國曆代皇帝中,康熙素以熱心研習和倡導科學著稱於世。傳教士利瑪竇和張誠帶來的《坤與萬國全圖》與亞洲地圖令他豔羨不已,1689年中俄《尼布楚條約》的簽訂更使他親身感受到了地圖的重要性。於是,自1708年7月4日測量長城始,康熙組織了—次規模空前的全國地圖測繪工作。
這次測繪工作,以10位傳教士為主,組成數支小分隊,奔赴全國各省區,對山水城郭逐一用天文觀測和三角測量等西法測量。緯度主要通過觀察太陽午正高弧或用天極高度、恒星中天高度測定,經度則主要采用月食經度法即在不同地點觀察月食的食差來推算。前後共測得經緯點至少有641個。1718年,《皇與全覽圖》終於繪成。
該圖先後製成木版、銅版和小頁本三種版本。木版初刻本包括1幅總圖、28幅省或地區圖,修訂後,分圖增至32幅,而且西藏邊緣標注了珠穆朗瑪峰;銅版采用正弦曲線等積偽圓柱投影,1∶140萬的比例尺,緯度5°為1排,共8排,41幅;小頁本按省府繪製,計227頁,未繪經緯線,隻包括內地諸省。
《皇與全覽圖》不論在測繪規模還是在科學性上,都在當時世界上首屈一指:它最早采用了以子午線上每度的弧長來決定長度標準;它因采用三角測量而使圖中各地點的相對位置較精確;它首次發現經線1度的長度不等而為地球橢圓提供了新證據。此外,這次長達10年的測繪是一次大規模的西學東漸。傳教士在把西方先進的地圖地理學知識較全麵地輸入中國的同時,還在直接參與測繪的200多位中國人中間,培訓了一批掌握西方測繪知識和方法的人才。
牛頓科學巨著《自然哲學的數學原理》出版
1686年7月5日出版的《自然哲學的數學原理》是牛頓最重要的科學著作,也是經典力學的第一部劃時代著作。它給出了近代科學誕生以來第一個完整的宇宙論和科學理論體係。
《自然哲學的數學原理》是牛頓經過20年的思考、實驗、大量的天文觀測和無數次演算的結晶,它從最基本的定義和公理出發,是一種標準的公理化體係。在序言中,牛頓製定了一個用力學解釋所有物理現象的綱領。《自然哲學的數學原理》由一個序言和兩大部分組成:第一部分包括定義、注釋和運動的基本定理和定律,定義有質量、動量、外力等;在注釋中,牛頓賦予了時間、空間、運動以絕對意義。第二部分共分三篇,第一篇運用前麵確立的基本定律研究引力定律。第二篇討論物體在介質中的運動力。第三篇冠以總題目“論宇宙體係”,是牛頓力學在天文中的具體應用,其中討論了海潮、歲差和宇宙係統等問題,同時給出了“哲學中的推理規則”。
該書出版後,震動了整個英國和歐洲學界。哈雷彗星的如期出現,歲差現象的合理解釋,G值的測定,無可辯駁地驗證了萬有引力定律的正確性。
牛頓在《自然哲學的數學原理》中討論的問題及其處理問題的方法,至今仍是大學數理專業中講授的內容。其影響所及遍布自然科學的所有領域,無論從科學史還是從整個人類文明史上來看,迄今為止,還沒有第二個重要的科學或其他學術理論取得如此之大的成就和影響。