人們普遍認(rèn)為,牛頓是大科學(xué)家,是近代科學(xué)的象征。他生前就成為科學(xué)界的主宰,幾乎被當(dāng)作偶像崇拜。他作為英國皇家學(xué)會連任年的終身會長,法國科學(xué)院至尊的外國院士,還兼任英國造幣局局長和國會議員,并前所未有地被封為貴族,獲得爵士稱號。他死后作為自然科學(xué)家又第一個獲得國葬,長眠于威斯敏特教堂,還是歷代帝王和第一流名人的墓地。
牛頓身后的聲望有增無減。他不僅以不朽的著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、《光學(xué)》等流傳于世,而且由于后繼大師們的發(fā)展,他的思想觀念長期統(tǒng)率著科學(xué)戰(zhàn)線上的士卒。他在物理、數(shù)學(xué)研究上的主要成果,至今仍是各國大中學(xué)生必修的功課。
不是天生的神童少年時代的牛頓不像高斯
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在大學(xué)的頭兩年里,除了學(xué)習(xí)算術(shù)、代數(shù)、三角以外,還認(rèn)真學(xué)習(xí)了歐幾里得《幾何原本》,彌補(bǔ)了過去的不足。他又鉆研笛卡兒的《幾何學(xué)》,熟練地掌握了坐標(biāo)法。這些數(shù)學(xué)知識,為牛頓后來的科學(xué)研究打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
科學(xué)史上的奇跡年,牛頓歲,他從劍橋大學(xué)畢業(yè)了。在兩年的鄉(xiāng)居期間,發(fā)明了微積分,發(fā)現(xiàn)了白光的組成,并且開始研究引力問題。
年月,有一天牛頓請母親和弟妹到自己房間里來。房間里黑洞洞的,只從窗子的一個小孔中透過一線陽光,在墻上照出一個白色的光點(diǎn)。牛頓讓他們注意看墻上的光點(diǎn)。他手里拿著自制的三棱鏡,放在光線入口處,使光折射到對面墻上,光點(diǎn)附近突然映出一條瑰麗的彩帶。這條彩帶同雨后晴空中出現(xiàn)的彩虹一樣,由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫等七種顏色組成。牛頓和自己的親人共同觀賞了人工復(fù)現(xiàn)的自然景象。后來,牛頓又用第二個三棱鏡把七種單色光合成白光。他用白光分解實(shí)驗(yàn)宣告了光譜學(xué)的誕生。
牛頓在探索光色之謎的同時,還在探索引力之謎。
年秋天的一個下午,牛頓長時間埋頭工作以后有些疲倦,就到后院去散步。他信步走到蘋果樹下,坐在長凳上觀賞田野秋色。他不由得又想起了引力之謎,思維翻騰起來。
突然,一個蘋果從樹上掉了下來。熟了的蘋果為什么會向下掉?地球在吸引它?對,是地球的吸引!蘋果熟了向下掉,扔到空中的石頭也要向下掉,都是因?yàn)榈厍蛟谖鼈儭5孛嫔系臇|西都要受到地球的吸引。月亮所以會繞著地球轉(zhuǎn),也是因?yàn)榈厍蛟谖。想著想著,牛頓的眼里閃出奇異的光芒,他長時期來想了又想的問題,終于找到了解決的線索。
的牛頓發(fā)現(xiàn)了天地萬物間都存在著引力,這種引力同距離的平方成反比,即所謂引力的平方反比定律。十多年以后,牛頓出色地證明了這個定律是完全正確的。
構(gòu)成了宏偉壯麗的力學(xué)大廈年月,在倫敦皇家學(xué)會的一個房間里,哈雷、胡克和瑞恩在討論有關(guān)作用于太陽和行星之間的引力問題。這三個科學(xué)家雖然都認(rèn)識到了引力同距離的平方成反比,但是由于他們數(shù)學(xué)分析能力不足,無法證明這點(diǎn)。他們反復(fù)研究了幾個月,始終琢磨不透。
哈雷想到了以刻苦鉆研著稱的牛頓。年月,哈雷從倫敦來到劍橋大學(xué)向牛頓請教。當(dāng)時,牛頓已經(jīng)完成從開普勒定律到萬有引力的論證。
哈雷深刻認(rèn)識到牛頓這份計(jì)算的重要性,懇請牛頓發(fā)表他的著作。牛頓被說服了,開始動手
寫作劃時代的巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》。這部巨著從內(nèi)容、結(jié)構(gòu)到數(shù)學(xué)方法的選用方面都遇到極大的困難。
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