牛頓刻苦學(xué)習和勤奮工作的故事
牛頓為什么能在科學(xué)上獲得巨大成就?他怎樣由一個(gè)平常的人成為一個(gè)偉大的科學(xué)家?要回答這些問(wèn)題,我們不禁要聯(lián)想到他刻苦學(xué)習和勤奮工作的幾個(gè)故事。
“我一定要超過(guò)他!”
一談到牛頓,人們可能認為他小時(shí)候一定是個(gè)“神童”、“天才”、有著(zhù)非凡的智力。其實(shí)不然,牛頓童年身體瘦弱,頭腦并不聰明。在家鄉讀書(shū)的時(shí)候,很不用功,在班里的學(xué)習成績(jì)屬于次等。但他的興趣卻是廣泛的,游戲的本領(lǐng)也比一般兒童高。平時(shí)他愛(ài)好制作機械模型一類(lèi)的玩藝兒,如風(fēng)車(chē)、水車(chē)、日晷等等。他精心制作的一只水鐘,計時(shí)較準確,得到了人們的贊許。
有時(shí),他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盞燈籠掛在風(fēng)箏尾巴上。當夜幕降臨時(shí),點(diǎn)燃的燈籠借風(fēng)箏上升的力升入空中。發(fā)光的燈籠在空中流動(dòng),人們大驚,以為是出現了彗星。盡管如此,因為他學(xué)習成績(jì)不好,還是經(jīng)常受到歧視。
當時(shí),封建社會(huì )的英國等級制度很?chē)乐,中小學(xué)里學(xué)習好的學(xué)生,可以歧視學(xué)習差的同學(xué)。有一次課間游戲,大家正玩得興高采烈的時(shí)候,一個(gè)學(xué)習好的學(xué)生借故踢了牛頓一腳,并罵他笨蛋。牛頓的心靈受到這種刺激,憤怒極了。他想,我倆都是學(xué)生,我為什么受他的欺侮?我一定要超過(guò)他!從此,牛頓下定決心,發(fā)奮讀書(shū)。他早起晚睡,抓緊分秒、勤學(xué)勤思。
經(jīng)過(guò)刻苦鉆研,牛頓的學(xué)習成績(jì)不斷提高,不久就超過(guò)了曾欺侮過(guò)他的那個(gè)同學(xué),名列班級前茅。
在暴風(fēng)中研究和計算風(fēng)力
時(shí)間對人是一視同仁的,給人以同等的量,但人對時(shí)間的利用不同,而所得的知識也大不一樣。
牛頓十六歲時(shí)數學(xué)知識還很膚淺,對高深的數學(xué)知識甚至可以說(shuō)是不懂!爸R在于積累,聰明來(lái)自學(xué)習”。牛頓下決心靠自己的努力攀上數學(xué)的高峰。在基礎差的不利條件下,牛頓能正確認識自己,知難而進(jìn)。他從基礎知識、基本公式重新學(xué)起,扎扎實(shí)實(shí)、步步推進(jìn)。他研究完了歐幾里德幾何學(xué)后,又研究笛卡兒幾何學(xué),對比之下覺(jué)得歐幾里德幾何學(xué)膚淺,便悉心鉆研笛氏幾何學(xué),直到掌握要領(lǐng)、融會(huì )貫通。遂之發(fā)明了代數二項式定理。傳說(shuō)中牛頓“大暴風(fēng)中算風(fēng)力”的佳話(huà),可為牛頓身體力學(xué)的佐證。有一天,天刮著(zhù)大風(fēng)暴。風(fēng)撒野地呼號著(zhù),塵土飛揚,迷迷漫漫,使人難以睜眼。牛頓認為這是個(gè)準確地研究和計算風(fēng)力的好機會(huì )。于是,便拿著(zhù)用具,獨自在暴風(fēng)中來(lái)回奔走。他踉踉蹌蹌、吃力地測量著(zhù)。幾次沙塵迷了眼睛,幾次風(fēng)吹走了算紙,幾次風(fēng)使他不得不暫停工作,但都沒(méi)有動(dòng)搖他求知的欲望。他一遍又一遍,終于求得了正確的數據。他快樂(lè )極了,急忙跑回家去,繼續進(jìn)行研究。有志者事竟成。經(jīng)過(guò)勤奮學(xué)習,牛頓為自己的科學(xué)高塔打下了深厚的基礎。不久,牛頓的數學(xué)高塔就建成了,二十二歲時(shí)發(fā)明了微分學(xué),二十三歲時(shí)發(fā)明了積分學(xué),為人類(lèi)科學(xué)事業(yè)作出了巨大貢獻。
萬(wàn)有引力和光的秘密
牛頓二十三歲時(shí),鼠疫流行于倫敦。劍橋大學(xué)為預防學(xué)生受傳染,通告學(xué)生休學(xué)回家避疫,學(xué)校暫時(shí)關(guān)閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。在鄉下度過(guò)的休學(xué)日子里,他從沒(méi)間斷過(guò)學(xué)習和研究。萬(wàn)有引力、微積分、光的分析等發(fā)明的基礎工作,都是這個(gè)期間完成的。
那時(shí),鄉下的孩子是常常用投石器打幾個(gè)轉轉之后,把石拋得很遠。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉過(guò),而牛奶不掉下來(lái)。
這些事實(shí)使他懷疑起來(lái):“什么力量使投石器里面的石頭,以及水桶里的牛奶不掉下來(lái)呢?對于這個(gè)問(wèn)題,他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,廣寒的月球,直至龐大的地球,進(jìn)而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這時(shí),牛頓一頭扎進(jìn)”引力“的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個(gè)原理驗證太陽(yáng)系各行星的行動(dòng)規律。他首先推求月球距地球的距離,由于引用的資料數據不正確,計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉,每分鐘的向心加速度應是十六英尺,但據推算僅得十三點(diǎn)九英尺。在失敗的困境中,牛頓毫不灰心和氣餒,反而以更大的努力進(jìn)行辛勤地研究。整整經(jīng)過(guò)了七個(gè)春秋寒暑,到三十歲時(shí)終于把舉世聞名的”萬(wàn)有引力定律“全面證明出來(lái),奠定了理論天文學(xué)、天體力學(xué)的基礎。
這時(shí)期牛頓還對光學(xué)進(jìn)行了研究,發(fā)現了顏色的根源。一次,他在用自制望遠鏡觀(guān)察天體時(shí),無(wú)論怎樣調整鏡片,視點(diǎn)總是不清楚。他想,這可能與光線(xiàn)的折光有關(guān)。接著(zhù)就實(shí)驗起來(lái)。他在暗室的窗戶(hù)上留一個(gè)小圓孔用來(lái)透光,在室內窗孔后放一個(gè)三棱鏡,在三棱鏡后掛好白屏接受通過(guò)三棱鏡折進(jìn)的光。結果,大出意外,牛頓驚異地看到,白屏上所接受的折光呈橢圓形,兩端現出多彩的顏色來(lái)。對這個(gè)奇異的現象,牛頓進(jìn)行了深入的思考。得知光受折射后,太陽(yáng)的`白光散為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。因此,白光(陽(yáng)光)是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光線(xiàn)匯合而成。自然界雨后天晴,陽(yáng)光經(jīng)過(guò)天空中余圍的雨滴的折射、反射,形成五彩繽紛的虹霓,正是這個(gè)道理。
經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究,牛頓指出世界萬(wàn)物所以有顏色,并非其自身有顏色。太陽(yáng)普照萬(wàn)物,各物體只吸收它所接受的顏色,而將它所不能接受的顏色反射出來(lái)。這反射出來(lái)的顏色就是人們見(jiàn)到的各種物體的顏色。這一學(xué)說(shuō)準確地道出顏色的根源,世界上自古以來(lái)所出現的各種顏色學(xué)說(shuō)都被它所推翻。
牛頓所以能取得如此巨大的成就,早年苦學(xué)所打下的深厚數學(xué)基礎起了重要作用。
進(jìn)入忘我的境界
在一個(gè)崎嶇的山路上,一位白發(fā)蒼蒼的老人牽著(zhù)一匹馬在緩緩登山。人在前面慢慢地走,馬在后面一步步地跟,山谷中響著(zhù)單調的馬蹄聲。走啊,走啊,馬突然脫韁而跑,老人由于沉浸在極度的思索之中,竟沒(méi)有發(fā)覺(jué)。老人依然不畏艱難地登著(zhù)山,手里還牽著(zhù)那根馬韁繩。當他登到較平坦的地方想要騎馬時(shí)一拉韁繩,拽到面前的只是一根繩,回頭一看馬早已沒(méi)有了。
牛頓每天除抽出少量的時(shí)間鍛煉身體外,大部分時(shí)間是在書(shū)房里度過(guò)的。一次,在書(shū)房中,他一邊思考著(zhù)問(wèn)題,一邊在煮雞蛋?嗫嗟厮妓,簡(jiǎn)直使他癡呆。突然,鍋里的水沸騰了,趕忙掀鍋一看,”!“他驚叫起來(lái),鍋里煮的卻是一塊懷表。原來(lái)他考慮問(wèn)題時(shí)竟心不在焉地隨手把懷表當做雞蛋放在鍋里了。
還有一次,牛頓邀請一位朋友到他家吃午飯。他研究科學(xué)入了迷,把這件事忘掉了。他的傭人照例只準備了牛頓個(gè)人吃的午飯。臨近中午,客人應邀而來(lái)?腿丝匆(jiàn)牛頓正在埋頭計算問(wèn)題,桌上、床上擺著(zhù)稿紙、書(shū)籍?吹竭@種情形,客人沒(méi)有打攪牛頓,見(jiàn)桌上擺著(zhù)飯菜,以為是給他準備的,便坐下吃了起來(lái)。吃完后就悄悄地走了。當牛頓把題計算完了,走到餐桌旁準備吃午飯時(shí),看見(jiàn)盤(pán)子里吃過(guò)的雞骨頭,恍然大悟地說(shuō):”我以為我沒(méi)有吃飯呢,我還是吃了!
這些故事究竟是真是假,并不關(guān)重要,不過(guò)表明了牛頓是一個(gè)怎樣沉思默想,不修邊幅,虛己斂容的人,他對科學(xué)極度的專(zhuān)心,總是想著(zhù)星辰的旋轉,宇宙的變化,而進(jìn)入了忘我的境界。
謙虛謹慎、一絲不茍的學(xué)風(fēng)
”寬闊的河流平靜,學(xué)識淵博的人謙虛!胺彩菍θ祟(lèi)發(fā)展作出巨大貢獻的偉大人物,都有謙虛的美德。牛頓每當在科學(xué)上獲得偉大成就時(shí),從不沾沾自喜,自以為很了不起,急忙出版著(zhù)作,以揚名于世。
當牛頓費盡心血算出”萬(wàn)有引力定律“后,沒(méi)有急于發(fā)表。而是繼續孜孜不倦地深思了數年,研究了數年,埋頭于數字計算之中,從未對任何人講過(guò)一句。后來(lái),牛頓的朋友,大天文學(xué)家哈雷(彗星的發(fā)現者),在證明一個(gè)關(guān)于行星軌道的規律遇到困難時(shí),專(zhuān)程登門(mén)請教牛頓。牛頓把自己關(guān)于計算”萬(wàn)有引力“的書(shū)稿交給哈雷看。哈雷看后才知道他所要請教的問(wèn)題,正是牛頓早已解決、早已算好了的問(wèn)題,心里欽羨不已。
在一六八四年十一月某一天,哈雷又到牛頓的寓所拜訪(fǎng)。當談到有關(guān)天文學(xué)的學(xué)術(shù)問(wèn)題時(shí),牛頓拿出寫(xiě)好的關(guān)于論證”萬(wàn)有引力“的論文,請哈雷提意見(jiàn)。哈雷看后,對這一巨著(zhù)感到非常驚訝。他欣喜地對牛頓說(shuō):”這真是偉大的論證、偉大的著(zhù)作!“他再三奉勸牛頓盡快發(fā)表這部偉大著(zhù)作,以造福于人類(lèi)?墒桥nD沒(méi)有聽(tīng)信朋友的好意勸告,輕易地發(fā)表自己的著(zhù)作。而是經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的一絲不茍的反復驗證和計算,確認正確無(wú)誤后,才于一六八七年七月將《自然哲學(xué)的數學(xué)原理》發(fā)表于世。
牛頓是個(gè)十分謙虛的人,從不自高自大。曾經(jīng)有人問(wèn)牛頓:”你獲得成功的秘訣是什么?“牛頓回答說(shuō):”假如我有一點(diǎn)微小成就的話(huà),沒(méi)有其它秘訣,唯有勤奮而已!八终f(shuō):”假如我看得遠些,那是因為我站在巨人們的肩上!斑@些話(huà)多么意味深長(cháng)!它生動(dòng)地道出牛頓獲得巨大成就的奧妙所在,這就是在前人研究成果的基礎上,以獻身的精神,勤奮地創(chuàng )造,開(kāi)辟出科學(xué)的新天地。
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