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笛卡兒致力於代數和幾何聯絡起來的研究,於1637年,在創立了座標系後,成功地創立了解析幾何學。他的這一成就為微積分的創立奠定了基礎。解析幾何直到現在仍是重要的數學方法之一。
笛卡兒把他的機械論觀點應用到天體,發展了宇宙演化論,形成了他關於宇宙發生與構造的學說。他認為,從發展的觀點來看而不只是從已有的形態來觀察,對事物更易於理解。他創立了漩渦說。他認為太陽的周圍有巨大的漩渦,帶動著行星不斷運轉。物質的質點處於統一的漩渦之中,在運動中分化出土、空氣和火三種元素,土形成行星,火則形成太陽和恆星。
笛卡兒靠著天才的直覺和嚴密的數學推理,在物理學方面做出了有益的貢獻。從1619年讀了開普勒的光學著作後,笛卡兒就一直關注著透鏡理論;並從理論和實踐兩方面參與了對光的本質、反射與折射率以及磨製透鏡的研究。他把光的理論視為整個知識體系中最重要的部分。
笛卡兒運用他的座標幾何學從事光學研究;在《屈光學》中第一次對