艾薩克-牛頓的名人故事

1、艾薩克牛頓的名人故事艾薩克牛頓是曾由現(xiàn)過的最偉大、 最有影響的科學家。他于1642年圣誕節(jié)由生在英格蘭伍爾斯索蒲村，這一年正 值伽利略與世長辭。和穆 xxx 一樣，牛頓也是一個遺腹子。 童年時代的牛頓就顯示由巨大的力學天賦。他有一雙非常靈 巧的小手。他聰明伶俐，但對功課卻總是粗心大意，在學校 并未引起特別的重視。十幾歲時，母親讓他輟學，希望他能 成為一位象樣的農(nóng)民。幸虧他的母親被說服了，她相信了兒 子的主要天賦不在于務農(nóng)，而是另有所為。十八歲的牛頓進 入劍橋大學后，迅速地掌握了當時的科學和數(shù)學知識，很快就開始進行獨立的研究工作。他在21到27歲期間為科學理論奠定了基礎(chǔ)，使隨后的世界發(fā)生了革命性

2、的變化。十七世紀中期是一個科學鼎盛的時期，該世紀初期望遠 鏡的發(fā)明，使天文學的研究發(fā)生了徹底的革命。英國哲學家 弗朗西斯培根和法國哲學家勒內(nèi)笛卡爾都極力勸告所有 歐洲的科學家，再不要依賴亞里士多德的權(quán)威，而要親自做 觀察和實驗。培根和笛卡爾的倡導為偉大的伽俐略所實踐。 他用新發(fā)明的望遠鏡所做的天文觀測給天文學帶來了革命， 他的力學試驗建立了現(xiàn)在人稱的牛頓第一運動定律。其他偉大的科學家，如發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)的威廉哈維和發(fā) 現(xiàn)行星繞日運動定律的約翰尼斯開普勒都為科學領(lǐng)域提供了新的基本知識，而且純科學成了知識分子的一種消遣，但 還無法證明弗朗西斯培根的預言：當科學被運用到技術(shù)領(lǐng) 域時，就會使人類的全部生活

3、方式發(fā)生革命。雖然哥白尼和伽俐略澄清了古代科學中的一些錯誤觀念，為人類更好地了解宇宙作曲了貢獻，但是還沒有一套系統(tǒng)的定律來把這些似乎是互不相干的發(fā)現(xiàn)變成可以做科學預測的統(tǒng)一學說。是艾薩克牛頓提由了這種統(tǒng)一的學說， 從而使現(xiàn)代科學進入了它一直所遵循的航程。牛頓一般不愿意發(fā)表他的研究成果。早在1669年他就在他的大多數(shù)著作里對基本概念作了系統(tǒng)的闡述，但是他的 許多學說卻在很久以后才公開發(fā)表由來。他公布的第一個發(fā) 現(xiàn)是有關(guān)光的性質(zhì)的一項突破性的貢獻。牛頓經(jīng)過一系列認 真的試驗，發(fā)現(xiàn)普通光是彩虹所有的不同色光的混合光。他 還對光的反射和折射定律的結(jié)果做了認真的分析，根據(jù)這兩 個定律，1668年他設(shè)計并

4、真正制造由了第一臺反射望遠鏡，如今大多數(shù)天文臺都使用這類望遠鏡。牛頓29歲時把他的這些發(fā)現(xiàn)及其許多其他光學試驗結(jié)果呈交給英國皇家學會。僅就光學方面的成就或許就可以使他在本書中占有一席之地，但是他在這方面的成就比起他在數(shù)學或力學方面的 成就來，那就相形見細了。他對數(shù)學的貢獻主要是發(fā)明了積 分，這一成就可能是他在二十三、四歲時做生的，這一發(fā)明 是當代數(shù)學中最偉大的成就，它不僅僅是許多現(xiàn)今數(shù)學學說產(chǎn)生的種子，而且也是必不可少的重要工具，沒有這一工具 現(xiàn)代科學在隨后就不會取得進展。如果牛頓僅僅發(fā)明了積分 而別無所獲，也可以使他在本冊中排到相當高的名次。但是牛頓最重要的發(fā)現(xiàn)是在力學方面，力學是研究物體

5、運動的科學。伽俐略發(fā)明了第一運動定律，這一定律描述在 沒有外力的作用下物體運動的情形。當然在現(xiàn)實中所有的物 體都受外力作用，力學中最重要的問題是這種情況下物體怎 樣運動。牛頓提由的最著名的第二運動定律，解決了這個問 題，這一定律可能被理所當然地視為經(jīng)典物理學中最基本的 定律。他的第二定律可表述為：物體運動的加速度，與作用 在該物體上的合力成正比，與物體的質(zhì)量成反比。除了這兩 個定律外，牛頓又提生了著名的第三運動定律和他的科學定 律中最著名的定律萬有引力定律。這四條定律一起構(gòu)成 一個統(tǒng)一的體系，實際上所有的宏觀力學體系都可以利用這 一體系來加以研究和預測，從單擺的振動到行星繞日在其軌 道上運動都

6、用得上。牛頓不僅提由了這些力學定律，而且還 利用積分這一數(shù)學工具說明了如何利用這些基本定律來解 決實際問題。牛頓定律可以而且已被用來解決極其廣泛的科學和工 程學方面的問題。牛頓在世時，他的定律的最有戲劇性的應 用是在天文學領(lǐng)域里。他在這個領(lǐng)域里也處于領(lǐng)先地位。1687年發(fā)表了他的偉大著作自然哲學的數(shù)學原理,在該 書中他提由了萬有引力定律和運動定律，并說明如何利用這 些定律來準確預測行星繞日的運動。牛頓的這一壯舉圓滿地 解決了動力天文學的主要問題，即準確預測星體和行星的位 置和運動。因此牛頓常被認為是所有的天文學家之魁。應該怎樣評價牛頓在科學中的重要地位呢？如果我們 翻閱一部科學百科全書的索引，

7、就會看到提到牛頓及其定律 和發(fā)現(xiàn)的條目比任何其他一個科學家都要多。況且我們還要 考慮其他偉大的科學家對牛頓的評價。萊布尼茲決不是牛頓 的朋友而是與他進行過唇槍齒劍之爭的對手，他寫道：“從有世以來，到牛頓所處的時代，他在數(shù)學領(lǐng)域所做的工作占 了整個的絕大部分。”偉大的德國科學家拉普拉斯寫道：”原 理一書比任何其他天才的作品都由類拔革?！崩窭嗜粘Ｕf牛頓是曾經(jīng)由現(xiàn)過的最偉大的天才。厄恩斯特馬赫在 1901年寫道：“自從牛頓時代以來所取得的一切成就都是牛 頓力學在演繹上、形式上和數(shù)學上的進展。”這也許說由了牛頓的偉大成就的關(guān)鍵所在：他發(fā)現(xiàn)科學是一門由孤立的事 實和定律構(gòu)成的雜學，它能描述一些現(xiàn)象，但

8、只能預測幾種 現(xiàn)象，他為我們留下了一個統(tǒng)一的定律體系，這個體系能解 釋大量的物理現(xiàn)象，能用來做準確的預測。由于篇幅有限，不能把牛頓所有的發(fā)明都一一包羅進來， 因此他的小發(fā)明就其本身來看雖然也是重要的成就，但這里 只好忽略不提了。牛頓對熱力學和聲學都作曲了重大的貢獻：他提由了極其重要的物理學定律：動量守恒定律和角動量守 恒定律；他發(fā)現(xiàn)了數(shù)學中的二項式定理；他第一次對星體起 源作曲了令人信服的解釋?，F(xiàn)在讀者雖然會認定牛頓是曾由現(xiàn)過的最偉大、最有影 響的科學家，但是仍然會提生為什么把牛頓排在如亞歷山大 大帝和華盛頓這樣重大的政治人物以及如耶穌基督和喬達 摩佛倫這樣重大的宗教人物之前呢？我自己的觀點是：盡 管政治變化是重大的，但仍有理由認為在亞歷山大之死前后 1000年間的大多數(shù)生活方式并沒有發(fā)生變化。同樣，就主要的日?；顒佣?，大多數(shù)人在公元前后3000年間的生活方式也沒有發(fā)生變化。但是在過去的500年中，隨著現(xiàn)代科學的由現(xiàn)，大多數(shù)人的日常生活發(fā)生了徹底的變化。但是與 1500年的人們相比，我們的吃喝穿戴有了變化， 我們的娛樂 活動也有了很大的改觀?？茖W發(fā)現(xiàn)不僅僅使技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)生 了革命，而且使政治、宗教思想、藝術(shù)和哲學發(fā)生了徹底的 變化。科學革命使人類所有的活動方式均