艾薩克·牛頓的名人故事
艾薩克·牛頓是曾出現過(guò)的最偉大、最有影響的科學(xué)家。他于1642年圣誕節出生在英格蘭伍爾斯索蒲村，這一年正值伽利略與世長(cháng)辭。和穆xxx一樣，牛頓也是一個(gè)遺腹子。童年時(shí)代的牛頓就顯示出巨大的力學(xué)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(xué)校并未引起特別的重視。十幾歲時(shí)，母親讓他輟學(xué)，希望他能成為一位象樣的農民。幸虧他的母親被說(shuō)服了，她相信了兒子的主要天賦不在于務(wù)農，而是另有所為。十八歲的牛頓進(jìn)入劍橋大學(xué)后，迅速地掌握了當時(shí)的科學(xué)和數學(xué)知識，很快就開(kāi)始進(jìn)行獨立的研究工作。他在21到27歲期間為科學(xué)理論奠定了基礎，使隨后的世界發(fā)生了革命性的變化。
十七世紀中期是一個(gè)科學(xué)鼎盛的時(shí)期，該世紀初期望遠鏡的發(fā)明，使天文學(xué)的研究發(fā)生了徹底的革命。英國哲學(xué)家弗朗西斯·培根和法國哲學(xué)家勒內·笛卡爾都極力勸告所有歐洲的科學(xué)家，再不要依賴(lài)亞里士多德的權威，而要親自做觀(guān)察和實(shí)驗。培根和笛卡爾的倡導為偉大的伽俐略所實(shí)踐。他用新發(fā)明的望遠鏡所做的天文觀(guān)測給天文學(xué)帶來(lái)了革命，他的力學(xué)試驗建立了現在人稱(chēng)的牛頓第一運動(dòng)定律。
其他偉大的科學(xué)家，如發(fā)現血液循環(huán)的威廉·哈維和發(fā)現行星繞日運動(dòng)定律的約翰尼斯·開(kāi)普勒都為科學(xué)領(lǐng)域提供了新的基本知識，而且純科學(xué)成了知識分子的一種消遣，但還無(wú)法證明弗朗西斯·培根的預言：當科學(xué)被運用到技術(shù)領(lǐng)域時(shí)，就會(huì )使人類(lèi)的全部生活方式發(fā)生革命。
雖然哥白尼和伽俐略澄清了古代科學(xué)中的一些錯誤觀(guān)念，為人類(lèi)更好地了解宇宙作出了貢獻，但是還沒(méi)有一套系統的定律來(lái)把這些似乎是互不相干的發(fā)現變成可以做科學(xué)預測的統一學(xué)說(shuō)。是艾薩克·牛頓提出了這種統一的學(xué)說(shuō)，從而使現代科學(xué)進(jìn)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著(zhù)作里對基本概念作了系統的闡述，但是他的許多學(xué)說(shuō)卻在很久以后才公開(kāi)發(fā)表出來(lái)。他公布的第一個(gè)發(fā)現是有關(guān)光的性質(zhì)的一項突破性的貢獻。牛頓經(jīng)過(guò)一系列認真的試驗，發(fā)現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果做了認真的分析，根據這兩個(gè)定律，1668年他設計并真正制造出了第一臺反射望遠鏡，如今大多數天文臺都使用這類(lèi)望遠鏡。牛頓29歲時(shí)把他的這些發(fā)現及其許多其他光學(xué)試驗結果呈交給英國皇家學(xué)會(huì )。
僅就光學(xué)方面的成就或許就可以使他在本書(shū)中占有一席之地，但是他在這方面的成就比起他在數學(xué)或力學(xué)方面的成就來(lái)，那就相形見(jiàn)絀了。他對數學(xué)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(shí)做出的，這一發(fā)明是當代數學(xué)中最偉大的成就，它不僅僅是許多現今數學(xué)學(xué)說(shuō)產(chǎn)生的種子，而且也是必不可少的重要工具，沒(méi)有這一工具現代科學(xué)在隨后就不會(huì )取得進(jìn)展。如果牛頓僅僅發(fā)明了積分而別無(wú)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)現是在力學(xué)方面，力學(xué)是研究物體運動(dòng)的科學(xué)。伽俐略發(fā)明了第一運動(dòng)定律，這一定律描述在沒(méi)有外力的作用下物體運動(dòng)的情形。當然在現實(shí)中所有的物體都受外力作用，力學(xué)中最重要的問(wèn)題是這種情況下物體怎樣運動(dòng)。牛頓提出的最著(zhù)名的第二運動(dòng)定律，解決了這個(gè)問(wèn)題，這一定律可能被理所當然地視為經(jīng)典物理學(xué)中最基本的定律。他的第二定律（其數學(xué)表達式為F＝ma）可表述為：物體運動(dòng)的加速度（即速度變化率），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(gè)定律外，牛頓又提出了著(zhù)名的第三運動(dòng)定律（這定律可表述為，有作用力即外力就必然有反作用力，且兩者大小相等方向相反）和他的科學(xué)定律中最著(zhù)名的定律──萬(wàn)有引力定律。這四條定律一起構成一個(gè)統一的體系，實(shí)際上所有的宏觀(guān)力學(xué)體系都可以利用這一體系來(lái)加以研究和預測，從單擺的振動(dòng)到行星繞日在其軌道上運動(dòng)都用得上。牛頓不僅提出了這些力學(xué)定律，而且還利用積分這一數學(xué)工具說(shuō)明了如何利用這些基本定律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題。
牛頓定律可以而且已被用來(lái)解決極其廣泛的科學(xué)和工程學(xué)方面的問(wèn)題。牛頓在世時(shí)，他的定律的最有戲劇性的應用是在天文學(xué)領(lǐng)域里。他在這個(gè)領(lǐng)域里也處于領(lǐng)先地位。1687年發(fā)表了他的偉大著(zhù)作《自然哲學(xué)的數學(xué)原理》（人們通常只稱(chēng)作《原理》），在該書(shū)中他提出了萬(wàn)有引力定律和運動(dòng)定律，并說(shuō)明如何利用這些定律來(lái)準確預測行星繞日的運動(dòng)。牛頓的這一壯舉圓滿(mǎn)地解決了動(dòng)力天文學(xué)的主要問(wèn)題，即準確預測星體和行星的位置和運動(dòng)。因此牛頓常被認為是所有的天文學(xué)家之魁。
應該怎樣評價(jià)牛頓在科學(xué)中的重要地位呢？如果我們翻閱一部科學(xué)百科全書(shū)的索引，就會(huì )看到提到牛頓及其定律和發(fā)現的條目比任何其他一個(gè)科學(xué)家都要多（也許多二到三倍）。況且我們還要考慮其他偉大的科學(xué)家對牛頓的評價(jià)。萊布尼茲決不是牛頓的朋友而是與他進(jìn)行過(guò)唇槍齒劍之爭的對手，他寫(xiě)道：“從有世以來(lái)，到牛頓所處的時(shí)代，他在數學(xué)領(lǐng)域所做的工作占了整個(gè)的絕大部分�！眰ゴ蟮牡聡茖W(xué)家拉普拉斯寫(xiě)道：“《原理》一書(shū)比任何其他天才的作品都出類(lèi)拔革�！崩窭嗜粘Ｕf(shuō)牛頓是曾經(jīng)出現過(guò)的最偉大的天才。厄恩斯特·馬赫在1901年寫(xiě)道：“自從牛頓時(shí)代以來(lái)所取得的一切成就都是牛頓力學(xué)在演繹上、形式上和數學(xué)上的進(jìn)展�！边@也許說(shuō)出了牛頓的偉大成就的關(guān)鍵所在：他發(fā)現科學(xué)是一門(mén)由孤立的事實(shí)和定律構成的雜學(xué)，它能描述一些現象，但只能預測幾種現象，他為我們留下了一個(gè)統一的定律體系，這個(gè)體系能解釋大量的物理現象，能用來(lái)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(jìn)來(lái)，因此他的小發(fā)明就其本身來(lái)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(xué)（對熱的研究）和聲學(xué)（對聲的研究）都作出了重大的貢獻：他提出了極其重要的物理學(xué)定律：動(dòng)量守恒定律和角動(dòng)量守恒定律；他發(fā)現了數學(xué)中的二項式定理；他第一次對星體起源作出了令人信服的解釋。
現在讀者雖然會(huì )認定牛頓是曾出現過(guò)的最偉大、最有影響的科學(xué)家，但是仍然會(huì )提出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(guān)點(diǎn)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年間的大多數生活方式并沒(méi)有發(fā)生變化。同樣，就主要的日�；顒�(dòng)而論，大多數人在公元前后3000年間的生活方式也沒(méi)有發(fā)生變化。但是在過(guò)去的500年中，隨著(zhù)現代科學(xué)的出現，大多數人的日常生活發(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(lè )活動(dòng)也有了很大的改觀(guān)�？茖W(xué)發(fā)現不僅僅使技術(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(xué)發(fā)生了徹底的變化�？茖W(xué)革命使人類(lèi)所有的活動(dòng)方式均有變化。正因為如此，許多科學(xué)家和發(fā)明家才被列入本冊。牛頓不僅僅是無(wú)與倫比的科學(xué)家，而且是科學(xué)理論發(fā)展中最有影響的人物，因此在任何一部世界上最有影響的人物冊上，他名列前茅是當之無(wú)愧的。
1727年，牛頓這顆巨星隕落了，他安葬在西敏寺大教堂，是被賜予這種榮譽(yù)的第一位科學(xué)家。
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