概要

牛頓，英國物理學(xué)家、天文學(xué)家和數(shù)學(xué)家。1665年發(fā)現(xiàn)二項式定理；1672年創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡；1669年晉升為數(shù)學(xué)教授，并擔(dān)任盧卡斯講座教授。1727年過世，英國人將他葬于西敏寺。

人物簡介

艾薩克·牛頓爵士PRSMP(Sir Isaac Newton，1643年1月4日-1727年3月31日，英語發(fā)音)[儒略歷：1642年12月25日-1726年3月20日]是一位英格蘭物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家、自然哲學(xué)家和煉金術(shù)士。

那是在1665年，牛頓讓一束太陽光通過三棱鏡，結(jié)果陽光被分解成了赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種顏色。這是一個重大發(fā)現(xiàn)，它證明普通的光是由七色組成的。牛頓還用一個凸透鏡把七色光合成了白光，更加證實了這一點。牛頓還進(jìn)一步測定了不同顏色的光的折射率，從而發(fā)現(xiàn)了不同色光的折射角度，是按著赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫的順序加大，物質(zhì)的色彩是由不同顏色的光在不同物體上有不同的折射率造成的。牛頓立即把上述發(fā)現(xiàn)用到制造望遠(yuǎn)鏡上，一舉制成了不帶顏色的折射望遠(yuǎn)鏡，奠定了現(xiàn)代大型光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的基礎(chǔ)。 

伊薩克·牛頓爵士（Sir Isaac Newton，儒略歷1642年12月25日-1727年3月20日 格里歷1643年1月4日—1727年3月31日），數(shù)學(xué)家、科學(xué)家和哲學(xué)家，同時是英國當(dāng)時煉金術(shù)熱衷者。他在1687年7月5日發(fā)表的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（Philosophiae Naturalis Principia Mathematica）里提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經(jīng)典力學(xué)的基石。牛頓還和萊布尼茨各自獨立地發(fā)明了微積分。他總共留下了50多萬字的煉金術(shù)手稿和100多萬字的神學(xué)手稿。

牛頓被譽(yù)為人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。他的萬有引力定律在人類歷史上第一次把天上的運動和地上的運動統(tǒng)一起來，為日心說提供了有力的理論支持，使得自然科學(xué)的研究最終掙脫了宗教的枷鎖。牛頓還發(fā)現(xiàn)了太陽光的顏色構(gòu)成，還制作了世界上第一架反射望遠(yuǎn)鏡。

人物生平

少年牛頓

1643年1月4日，在英格蘭林肯郡小鎮(zhèn)沃爾索浦的一個自耕農(nóng)家庭里，牛頓誕生了。牛頓是一個早產(chǎn)兒，出生時只有三磅重，接生婆和他的親人都擔(dān)心他能否活下來。誰也沒有料到這個看起來微不足道的小東西會成為了一位名垂千古的科學(xué)巨人，并且竟活到了84歲的高齡。

牛頓出生前三個月父親便去世了。在他兩歲時，母親改嫁給一個牧師，把牛頓留在外祖母身邊撫養(yǎng)。11歲時，母親的后夫去世，母親帶著和后爸所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓自幼沉默寡言、性格倔強(qiáng)，這種習(xí)性可能來自他的家庭處境。

大約從五歲開始，牛頓被送到公立學(xué)校讀書。少年時的牛頓并不是神童，他資質(zhì)平常、成績

一般，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡單機(jī)械模型制作方法的讀物，并從中受到啟發(fā)，自己動手制作些奇奇怪怪的小玩意，如風(fēng)車、木鐘、折疊式提燈等等。

傳說小牛頓把風(fēng)車的機(jī)械原理摸透后，自己制造了一架磨坊的模型，他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，然后在輪子的前面放上一粒玉米，剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不斷的跑動，于是輪子不停的轉(zhuǎn)動；又一次他放風(fēng)箏時，在繩子上懸掛著小燈，夜間村人看去驚疑是彗星出現(xiàn)；他還制造了一個小水鐘。每天早晨，小水鐘會自動滴水到他的臉上，催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻，尤其喜歡刻日晷，家里墻角、窗臺上到處安放著他刻畫的日晷，用以驗看日影的移動。

牛頓12歲時進(jìn)了離家不遠(yuǎn)的格蘭瑟姆中學(xué)。牛頓的母親原希望他成為一個農(nóng)民，但牛頓本人卻無意于此，而酷愛讀書。隨著年歲的增大，牛頓越發(fā)愛好讀書，喜歡沉思，做科學(xué)小實驗。他在格蘭瑟姆中學(xué)讀書時，曾經(jīng)寄宿在一位藥劑師家里，使他受到了化學(xué)試驗的熏陶。

牛頓在中學(xué)時代學(xué)習(xí)成績并不出眾，只是愛好讀書，對自然現(xiàn)象有好奇心，例如顏色、日影四季的移動，尤其是幾何學(xué)、哥白尼的日心說等等。他還分門別類的記讀書筆記，又喜歡別出心裁的作些小工具、小技巧、小發(fā)明、小試驗。

當(dāng)時英國社會滲透基督教新思想，牛頓家里有兩位都以神父為職業(yè)的親戚，這可能影響牛頓晚年的宗教生活。從這些平凡的環(huán)境和活動中，還看不出幼年的牛頓是個才能出眾異于常人的兒童。

后來迫于生活，母親讓牛頓停學(xué)在家務(wù)農(nóng)，贍養(yǎng)家庭。但牛頓一有機(jī)會便埋首書卷，以至經(jīng)常忘了干活。每次，母親叫他同傭人一道上市場，熟悉做交易的生意經(jīng)時，他便懇求傭人一個人上街，自己則躲在樹叢后看書。有一次，牛頓的舅父起了疑心，就跟蹤牛頓上市鎮(zhèn)去，發(fā)現(xiàn)他的外甥伸著腿，躺在草地上，正在聚精會神地鉆研一個數(shù)學(xué)問題。牛頓的好學(xué)精神感動了舅父，于是舅父勸服了母親讓牛頓復(fù)學(xué)，并鼓勵牛頓上大學(xué)讀書。牛頓又重新回到了學(xué)校，如饑似渴地汲取著書本上的營養(yǎng)。

求學(xué)歲月　

1661年，19歲的牛頓以減費生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，靠為學(xué)院做雜務(wù)的收入支付學(xué)費，1664年成為獎學(xué)金獲得者，1665年獲學(xué)士學(xué)位。

17世紀(jì)中葉，劍橋大學(xué)的教育制度還滲透著濃厚的中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)的氣味，當(dāng)牛頓進(jìn)入劍橋時，那里還在傳授一些經(jīng)院式課程，如邏輯、古文、語法、古代史、神學(xué)等等。兩年后三一學(xué)院出現(xiàn)了新氣象，盧卡斯創(chuàng)設(shè)了一個獨辟蹊徑的講座，規(guī)定講授自然科學(xué)知識，如地理、物理、天文和數(shù)學(xué)課程。

講座的第一任教授伊薩克·巴羅是個博學(xué)的科學(xué)家。這位學(xué)者獨具慧眼，看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。于是將自己的數(shù)學(xué)知識，包括計算曲線圖形面積的方法，全部傳授給牛頓，并把牛頓引向了近代自然科學(xué)的研究領(lǐng)域。

在這段學(xué)習(xí)過程中，牛頓掌握了算術(shù)、三角，讀了開普勒的《光學(xué)》，笛卡爾的《幾何學(xué)》和《哲學(xué)原理》，伽利略的《兩大世界體系的對話》，胡克的《顯微圖集》，還有皇家學(xué)會的歷史和早期的哲學(xué)學(xué)報等。

牛頓在巴羅門下的這段時間，是他學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時期。巴羅比牛頓大12歲，精于數(shù)學(xué)和光學(xué)，他對牛頓的才華極為贊賞，認(rèn)為牛頓的數(shù)學(xué)才華超過自己。后來，牛頓在回憶時說道：“巴羅博士當(dāng)時講授關(guān)于運動學(xué)的課程，也許正是這些課程促使我去研究這方面的問題。”

當(dāng)時，牛頓在數(shù)學(xué)上很大程度是依靠自學(xué)。他學(xué)習(xí)了歐幾里得的《幾何原本》、笛卡爾的《幾何學(xué)》、沃利斯的《無窮算術(shù)》、巴羅的《數(shù)學(xué)講義》及韋達(dá)等許多數(shù)學(xué)家的著作。其中，對牛頓具有決定性影響的要數(shù)笛卡兒的《幾何學(xué)》和沃利斯的《無窮算術(shù)》，它們將牛頓迅速引導(dǎo)到當(dāng)時數(shù)學(xué)最前沿～解析幾何與微積分。1664年，牛頓被選為巴羅的助手，第二年，劍橋大學(xué)評議會通過了授予牛頓大學(xué)學(xué)士學(xué)位的決定。

1665～1666年嚴(yán)重的鼠疫席卷了倫敦，劍橋離倫敦不遠(yuǎn)，為恐波及，學(xué)校因此而停課，牛頓于1665年6月離校返鄉(xiāng)。

由于牛頓在劍橋受到數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的熏陶和培養(yǎng)，對探索自然現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的興趣，家鄉(xiāng)安靜的環(huán)境又使得他的思想展翅飛翔。1665～1666年這段短暫的時光成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金歲月，他在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過的問題，踏進(jìn)了前人沒有涉及的領(lǐng)域，創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績。

1665年初，牛頓創(chuàng)立級數(shù)近似法,以及把任意冪的二項式化為一個級數(shù)的規(guī)則；同年11月，創(chuàng)立正流數(shù)法(微分)；次年1月，用三棱鏡研究顏色理論；5月，開始研究反流數(shù)法(積分)。這一年內(nèi)，牛頓開始想到研究重力問題，并想把重力理論推廣到月球的運動軌道上去。他還從開普勒定律中推導(dǎo)出使行星保持在它們的軌道上的力必定與它們到旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說，說的也是此時發(fā)生的軼事。

總之，在家鄉(xiāng)居住的兩年中，牛頓以比此后任何時候更為旺盛的精力從事科學(xué)創(chuàng)造，并關(guān)心自然哲學(xué)問題。他的三大成就：微積分、萬有引力、光學(xué)分析的思想都是在這時孕育成形的�？梢哉f此時的牛頓已經(jīng)開始著手描繪他一生大多數(shù)科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。

1667年復(fù)活節(jié)后不久，牛頓返回到劍橋大學(xué)，10月1日被選為三一學(xué)院的仲院侶(初級院委)，翌年3月16日獲得碩士學(xué)位，同時成為正院侶(高級院委)。1669年10月27日，巴羅為了提攜牛頓而辭去了教授之職，26歲的牛頓晉升為數(shù)學(xué)教授，并擔(dān)任盧卡斯講座的教授。巴羅為牛頓的科學(xué)生涯打通了道路，如果沒有牛頓的舅父和巴羅的幫助，牛頓這匹千里馬可能就不會馳騁在科學(xué)的大道上。巴羅讓賢，這在科學(xué)史上一直被傳為佳話。

晚年牛頓

對于牛頓的晚年，人們普遍存在一些“誤解”。認(rèn)為牛頓開始相信上帝。但事實并非如此。對于微積分的研究是牛頓晚年的研究重點。微積分可以在實驗的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出物理量之間關(guān)系的函數(shù)形式，但具體函數(shù)物無從知曉（簡單來說，就是知道誰和誰呈正比或反比關(guān)系，但作為初始條件的比例系數(shù)不知道），只能通過實驗得知。所以，牛頓提出“上帝第一次推動”這一個概念，就是說，像密度等物質(zhì)固有屬性是大自然自己制定的，無法更改，也無從推導(dǎo)。而人們的誤解普遍來源于“上帝第一次推動”，誤解為“上帝第一次推動力”（牛頓生活的時代還沒有力的物理概念，牛頓定律是牛頓通過動量形式表達(dá)出來的）。

宗教觀點

萬有引力定律是牛頓最著名的發(fā)現(xiàn)。牛頓警告，不可用此發(fā)現(xiàn)把宇宙看成只是機(jī)器，猶如一個大時鐘。他說：“重力解釋行星的運行，但不能解釋誰使行星運行。上帝治理萬物，知道一切可做或能做的事�！钡�是牛頓不相信三位一體論和救恩，他明確表示不相信三位一體和很多基本基督教教義比如救恩，也不相信禱告。而且諷刺的是，他是神圣的劍橋大學(xué)三一學(xué)院的院士。著名科學(xué)哲學(xué)家李察·威斯科（Richard Westfall）稱牛頓為“原型自然神論者”（proto-deist），所謂“自然神論”，是相信神創(chuàng)造這世界之后，就讓自然規(guī)律去統(tǒng)治這個世界

，自己再不插手，世界在自然規(guī)律的支配下運轉(zhuǎn)。牛頓正是抱著這種宇宙觀，所以牛頓對事情的解釋是自然規(guī)律加概率，當(dāng)然沒禱告什么事。在他那部著名的著作里面，牛頓明確地說：他認(rèn)為天體之所以會運動，是因為天主創(chuàng)造了萬物以后， 也設(shè)定了各種自然規(guī)律， 比如運動定律等等。天主先把它們一推，然后天體就按“動者恒動”的定律一直運動下去，事物都就按照自然規(guī)律和概率順其自然的發(fā)生。天主不再作任何事情。牛頓的宇宙觀，屬于宗教的另外一個分支，也叫做“機(jī)械宇宙觀”、或者“鐘表宇宙觀”。這種見解當(dāng)然與基督教的基本教義相去甚遠(yuǎn)，難怪循道會創(chuàng)始人約翰·衛(wèi)斯理（John Welsey）對牛頓的信仰表示懷疑。

信仰

a.“毫無疑問，我們所看到的這個世界，其中各種形式是如此絢麗多彩，各種運動是如此錯綜復(fù)雜，它不是別的，而只能出于指導(dǎo)和主宰萬物的上帝的自由意志�！薄�—見《牛頓自然哲學(xué)著作選》第158頁

b.“現(xiàn)在我們可以更趨近一步去欣賞這大自然的美并使自己陶醉于愉快的深思之中，從而更深刻地激起我們對偉大的創(chuàng)世主和萬物主宰的敬愛和崇拜的心情，這才是哲學(xué)的最優(yōu)美和最有價值的果實。如果有誰從事物的這些最明智最完善的設(shè)計中看不到全能創(chuàng)世主的無窮智慧和善良意志，那么他一定是個瞎子，而如果拒絕承認(rèn)這些，那他一定是一個毫無感情的瘋?cè)恕！薄�—見《牛頓自然哲學(xué)著作選》第160頁

c.“……但是，作為一個虔誠的教徒，牛頓很早就在他的自然科學(xué)工作里刻上了神學(xué)的印記，牛頓的家庭宗教氣氛濃厚，他的繼父和舅父都是牧師，撫養(yǎng)他長大的外祖母和母親都是虔誠的教徒，他們送牛頓上劍橋大學(xué)的目的，是希望他將來作牧師。1678年，牛頓在劍橋畢業(yè)時，按照一般貫例，理應(yīng)接受神職。但是，牛頓卻公開聲明，為了更好地“侍奉上帝”，他將不接受神職，而代之以自然哲學(xué)的研究來證明上帝的存在，從而贏得了英王查理二世的特許。因此，他在科學(xué)研究里，處處調(diào)和科學(xué)和神學(xué)，他說：u2018從事物的表象來論上帝，無疑是自然哲學(xué)份內(nèi)的事。只有在科學(xué)工作里揭示和發(fā)現(xiàn)上帝對萬物的最聰明和最巧妙的安排，以及最終的原因，才對上帝有所認(rèn)識u2019�！薄�—摘自《牛頓自然哲學(xué)著作選》序第5-6頁

d.“在牛頓的后期，他在資本主義世界里青云直上以后，資產(chǎn)階級的動搖、妥協(xié)的一面完全支配了他，他在神學(xué)、唯心論道路上越走越遠(yuǎn)了。他埋頭于煉金術(shù)的研究，寫下了大量的筆記和文章；他熱衷于年代學(xué)和神學(xué)，拼命考證圣經(jīng)里的事跡和古希臘、埃及傳說的“科學(xué)”年代，妄圖證實但以理先知夢中看見的巨獸頭上十只角是十個王國，一只小角是羅馬教會，他還埋頭于約翰啟示錄的研究等等。在留給他的侄女婿的大量遺稿中，有關(guān)宗教、神學(xué)、年代學(xué)的著作竟達(dá)一百五十萬字。這些徒勞無益的工作占據(jù)了他的整個后半生，使他完全淪落為神學(xué)的奴仆。在牛頓的后半生里，主流是唯心論。牛頓的自然哲學(xué)只能在上帝那里找到他的最后歸宿。”——摘自《牛頓自然哲學(xué)著作選》序第11-12頁

未婚的原因

原因1：不結(jié)婚是社會時尚——終身未婚在歐洲大陸無論是過去還是現(xiàn)在都太普遍了，據(jù)資料顯示，英國詹姆世一世當(dāng)國王時期，英國的所有50歲以上的婦女未婚率是25%，50歲以上的男子的未婚率也差不多是20%， 維多利亞女王時代未婚率下降到大約20%，工業(yè)革命以后又有上升，但始終保持在50歲以上人口25%左右的未婚率，這些人絕大多數(shù)都沒有后代。這在同期的中國，乃至現(xiàn)在的中國都是不可想象的。

原因2：生活與成長經(jīng)歷影響！牛頓出生之前，父親已去世。牛頓生而孱弱，生下來只有兩斤七兩。過了3年，他的母親再嫁給一位牧師，把孩子留在他祖母身邊撫養(yǎng)。8年之后牧師病故，牛頓的母親帶著后夫所生的一子二女回到烏爾斯索普。牛頓自幼沉默寡言，性格倔強(qiáng)，這種習(xí)性可能來自他的家庭處境�；蛟S這種凄慘的童年生活對牛頓留下了終生影響。

原因3：為科學(xué)研究錯過了婚姻！牛頓少年時代志向遠(yuǎn)大，他曾在一首詩里表白自己的遠(yuǎn)大抱負(fù)——世俗的冠冕啊，我鄙視它如同腳下的塵土，它是沉重的，而最佳也只是一場空虛；可是現(xiàn)在我愉快地歡迎頂荊棘冠冕，盡管刺得人痛，但味道主要的是甜；我看見光榮之冠在我的面前呈現(xiàn)，它充滿幸福，永恒無邊。

可以說，每一個偉大的科學(xué)家，都是富有激情、富有理想的詩人，但牛頓是一個追求用科學(xué)中的光線譜來解釋他的理想的特殊類型的詩人。他讓他的思想展翅飛翔，以整個宇宙作為藩籬。在他的整個心田里，填滿了自然、宇宙。也許這是他終身未娶的最根本原因。

不過，牛頓并沒有完全與愛情絕緣。他一生中甚至有過兩次戀愛。牛頓23歲正在劍橋大學(xué)求學(xué)時，由于劍橋發(fā)生了瘟疫，學(xué)校放假。牛頓回到鄉(xiāng)下，住在舅父家里。在那里，他一次愛上了美麗、聰明、好學(xué)、富有思想的表妹。表妹也很喜歡這個學(xué)識淵博、卓見非凡的大學(xué)生。他們常常一起散步。牛頓喜歡即興發(fā)表長篇講話，他的講話內(nèi)容又多是他正在學(xué)習(xí)和研究的問題。表妹雖聽不懂，但她還是耐心地聽，似乎覺得很有趣。牛頓在心里想：“這樣一個可愛的女子，對于我所講的覺得這樣有味，我一定很不錯。當(dāng)然，她的腦筋一定也很好，是個不平凡的女子。如果能得到她的幫助，解決我的許多困難問題，與我共同工作，那該多好�。　钡�是牛頓生性靦腆，并未及時向表妹表白心中的愛情。等他回到劍橋大學(xué)后，又聚集會神地沉浸到科學(xué)研究中去了。他早已忘記了遠(yuǎn)方的鄉(xiāng)村還有一位美麗的少女在等著他。他對個人生活一直不予重視，而她的表妹卻誤以為牛頓對她冷淡，便擇夫另嫁了。牛頓因醉心于科學(xué)研究而耽誤了一次愛情的大好時機(jī)。

牛頓實在太忙了，他連做夢想是宇宙、世界。他往往領(lǐng)帶不結(jié)，鞋帶不系好，馬褲也不扣好，就走進(jìn)大學(xué)餐廳。盡管如此，牛頓畢竟是個年輕人，還有一顆浪漫的心。有一次，“青春迫不及待的激情”，催使他向一位年輕姑娘求婚。他輕輕地握著她的手，含情脈脈地看著這位美人。正在這緊要關(guān)頭，他的心思忽地溜到另一個世界去了。他的頭腦中只剩下無窮量的二項式定理。他像做夢似的，下意識地抓住情人的一個手指，把它當(dāng)成是通煙斗的通條，硬往煙斗里塞。姑娘痛得大叫一聲，他才清醒過來。面對吃驚的姑娘，他連忙象只綿羊似的柔聲道歉：“啊，親愛的，饒恕我吧！我知道，我是不行了。看來，我是該打一輩子光棍！”姑娘饒恕了牛頓，卻無法理解他，愛情又成了泡影�？茖W(xué)上許多新的問題不斷撲向牛頓的腦海，他整個熱情都集中到了科學(xué)事業(yè)上。此后那種“青春的熱情”再也沒有涌現(xiàn)。

原因4：受到周邊人士的影響！牛頓的“切線”老師貝若(1saac Barrow，1603-1677年)似乎有著與牛頓相同的經(jīng)歷。貝若的父親是富有的布商，四歲時貝若母親病逝，由于父親生意太忙，貝若就搬到到鄉(xiāng)下跟祖父一起住。貝若的祖父以前就反對兒子與那個身體孱弱的女孩結(jié)婚，他們卻私奔到倫敦去結(jié)婚，結(jié)果不出他所料，那女孩早逝，給他留下小孫子。祖父帶著近乎報復(fù)的心理懲治這個小孩子，對貝若非常嚴(yán)格，經(jīng)常打他，罵他是小雜種。在這種環(huán)境下長大的貝若，從六歲開始幾度離家出走，每次被抓回來就是一頓毒打……或許，就是這種童年陰影導(dǎo)致貝若終身未婚�；蛟S，就是貝若的經(jīng)歷導(dǎo)致牛頓終身未婚姻。

原因5：有人懷疑牛頓是個同性戀者！原因是牛頓晚年燒毀信件時僥幸留存下來的信箋，表明了他和“密友”——英俊年輕的瑞士數(shù)學(xué)家法蒂奧·德·杜利爾的同性戀關(guān)系。牛頓終身未婚，他或許只愛著法蒂奧，可是因為宗教和世俗的壓力，他們只能于1693年停止了親密關(guān)系。其后十八個月里，偉大的牛頓經(jīng)受了一段徹底的精神崩潰。他意志消沉，對任何人都懷有敵意，他通過寫惡毒的信件來表示對世俗的反抗。有一次竟然無辜罵到洛克門上。他寫到：“先生，認(rèn)為你盡力通過女人和別的手段來纏我，我會如此感動……要是你死了，那才好呢�！�

牛頓之墓

當(dāng)西元1727年牛頓以85歲的高齡過世時，英國人將他葬于西敏寺。西敏寺的前身是一個修道院，1579年，英國女王伊麗莎白一世將西敏寺改為學(xué)院，校長由英國君主任命。西敏寺的正式名稱因此改為“威斯敏斯特圣彼得學(xué)院教堂”，其后三個世紀(jì)，西敏寺成為牛津與劍橋之后的第三所英國高等學(xué)府。詩人亞歷山大·波普(Alexander Pope）為牛頓寫下了以下這段墓志銘：Nature and Nature’ law lay hid in night ; God said,"Let Newton be," and all was light.自然與自然的定律，都隱藏在黑暗之中；上帝說"讓牛頓來吧！"于是，一切變?yōu)楣饷鳌?/i>

九百多年來，西敏寺除了供信徒作禮拜、祈禱、膜拜之外，也是英國慶典的重要場所。英國的社會名流無不以死后能安葬于此為榮耀。而根據(jù)統(tǒng)計，占地面積達(dá)2972平方米的西敏寺（威斯敏斯特圣彼得學(xué)院教堂）內(nèi)，安葬了共三千三百多人，包括歷代君主、貴族、詩人、科學(xué)家、政治家、將軍、音樂家和著名演員。如：達(dá)爾文、狄更斯、牛頓、丘吉爾……無數(shù)位在英國有著深遠(yuǎn)影響的歷史人物都安息在西敏寺中，也有許多名人，本身并沒葬在這里，卻有寫上其名字的石板子嵌在地上作為紀(jì)念，他們在西敏寺內(nèi)各據(jù)一方。而里頭最著名的便是牛頓，他是人類歷史上第一個獲得國葬的自然科學(xué)家。

他的墓地位于威斯敏斯特教堂正面大廳的中央，也就是中殿 (nave) 那里，墓地上方聳立著一尊牛頓的雕像，其石像倚坐在一堆書籍上，雙手沒有合十。身邊有兩位天使，還有一個巨大的地球造型以紀(jì)念他在科學(xué)上的功績。

進(jìn)入西敏寺的價錢有點昂貴，一個人需要10英鎊，所以，對于一個學(xué)物理的人來說，去到西敏寺而不進(jìn)入看牛頓的墳，將來肯定會成為遺憾。

人物歷程

1642年 8月，英國內(nèi)戰(zhàn)爆發(fā)，戰(zhàn)爭持續(xù)到1649年。

1643年 1月4日，伊薩克·牛頓出生于英國烏爾斯索普，母親是漢納·牛頓。他的父親3個月前就去世了。

1655年 牛頓12歲，開始上格蘭瑟姆文法學(xué)校。

1661年 6月牛頓18歲，進(jìn)入劍橋大學(xué)。

1664年 春天，牛頓21歲，開始進(jìn)行光的實驗。

1665年 牛頓拿到文學(xué)士學(xué)位，并開始發(fā)展他自己的高等數(shù)學(xué)。

倫敦流行大鼠疫，并擴(kuò)散到其他城市。牛頓離開劍橋，回到伍爾斯索普。

1666年 牛頓在引力定律方面取得了重大突破。

1667年 3月，牛頓返回劍橋大學(xué)。6個月內(nèi)，他被推選為三一學(xué)院的研究員。

1669年 7月，牛頓的作品《分析論》開始發(fā)行。

10月，牛頓被任命為劍橋大學(xué)盧卡西講座的數(shù)學(xué)教授，年僅26歲，是擔(dān)任該職位的最年輕的人。

1670—1671年 牛頓研制出他的反射望遠(yuǎn)鏡。

1672年 牛頓應(yīng)邀參加皇家學(xué)會，這是一個由資深科學(xué)家組成的團(tuán)體。

2月，牛頓向?qū)W會遞交了他的入會后的第一篇論文。

1679年 6月，牛頓的母親去世。

1684年 牛頓開始撰寫他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，該書通稱為《原理》。

1686年 4月28日，《原理》一書的摘要在皇家學(xué)會宣讀。該書被視為科學(xué)界的經(jīng)典作品。

1689年 牛頓被推選為劍橋大學(xué)代表，參加英國“國會會議”。

1693—1696年 牛頓患了一種奇怪的病。

1696年 3月，牛頓病體康復(fù)，接受皇家造幣廠的監(jiān)造員一職。

1699年 12月，47歲的牛頓被任命為皇家造幣廠廠長。

1701年 牛頓被選為代表劍橋大學(xué)的英國下議院議員。

1703年 11月30日，牛頓被選為皇家學(xué)會主席。

1704年 牛頓有關(guān)光的研究的著作《光學(xué)》出版。

1705年 牛頓被安妮女王封為爵士。他是第一位獲此殊榮的科學(xué)家。

1727年 3月30日，牛頓爵士逝世，享年84歲。

個人名言

1、如果說我比別人（笛卡爾）看得更遠(yuǎn)些，

那是因為我站在巨人的肩膀上　。

2、無知識的熱心，猶如在黑暗中遠(yuǎn)征。

3、你該將名譽(yù)作為你最高人格的標(biāo)志。

4、我的成就，當(dāng)歸功于精微的思索。

5、你若想獲得知識，你該下苦功；你若想獲得食物，你該下苦功；你若想得到快樂，你也該下苦功，因為辛苦是獲得一切的定律。

6、聰明人之所以不會成功，是由于他們?nèi)狈�堅韌的毅力。

7、勝利者往往是從堅持最后五分鐘的時間中得來成功。

8、我不知道世人怎樣看我，但我自己以為我不過像一個在海邊玩耍的孩子，有幸拾到美麗的石子，但真理的大海，我還沒有發(fā)現(xiàn)。所以有這樣的成就，是因為我站在巨人肩膀上的緣故。

9、把簡單的事情考慮得很復(fù)雜，可以發(fā)現(xiàn)新領(lǐng)域；把復(fù)雜的現(xiàn)象看得很簡單，可以發(fā)現(xiàn)新定律。

10、 沒有大膽的猜測就作不出偉大的發(fā)現(xiàn)。                                                                                                             11 、如果說我對世界有些微貢獻(xiàn)的話，那不是由于別的，而是由于我的辛勤耐久的思索所致。

12、你若想獲得知識，你該下苦功；你若想獲得食物，你該下苦功；你若想得到快樂，你也該下苦功，因為辛苦是獲得一切的定律。

13、大學(xué)里絕不會教你如何生存；同樣道理，大學(xué)教授也和我們一樣，簡直對這事一無所知。

14、你該將名譽(yù)作為你最高人格的標(biāo)志。

15、謙虛對于優(yōu)點猶如圖畫中的陰影，會使之更加有力，更加突出。

16、愉快的生活是由愉快的思想造成的。

成就影響

《流數(shù)法》（Method of Fluxions，1671）

《Of Natures Obvious Laws & Processes in Vegetation》（1671u201375）有關(guān)煉金術(shù)未完成的作品

《物體在軌道中之運動》（De Motu Corporum in Gyrum，1684）

《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（Philosophiae Naturalis Principia Mathematica，1687）

《光學(xué)》（Opticks，1704）

《作為鑄幣廠主管的報告》（Reports as Master of the Mint，1701－1725）

《廣義算術(shù)》（Arithmetica Universalis，1707）

《簡編年史》（Short Chronicle）、《世界之體系》（The System of the World）、《光學(xué)講稿》（Optical Lectures）、《古王國年表，修訂》（The Chronology of Ancient Kingdoms, Amended）和《De mundi systemate》在他死后的1728年出版。

《兩處著名圣經(jīng)訛誤的歷史變遷》 (An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture，1754)

創(chuàng)立微積分

大多數(shù)現(xiàn)代歷史學(xué)家都相信，牛頓與萊布尼茨獨立發(fā)展出了微積分學(xué)，并為之創(chuàng)造了各自獨特的符號。根據(jù)牛頓周圍的人所述，牛頓要比萊布尼茨早幾年得出他的方法，但在1693年以前他幾乎沒有發(fā)表任何內(nèi)容，并直至1704年他

才給出了其完整的敘述。其間，萊布尼茨已在1684年發(fā)表了他的方法的完整敘述。此外，萊布尼茨的符號和“微分法”被歐洲大陸全面地采用，在大約1820年以后，英國也采用了該方法。萊布尼茨的筆記本記錄了他的思想從初期到成熟的發(fā)展過程，而在牛頓已知的記錄中只發(fā)現(xiàn)了他最終的結(jié)果。牛頓聲稱他一直不愿公布他的微積分學(xué)，是因為他怕被人們嘲笑。牛頓與瑞士數(shù)學(xué)家尼古拉·法蒂奧·丟勒（Nicolas Fatio de Duillier）的聯(lián)系十分密切，后者一開始便被牛頓的引力定律所吸引。1691年，丟勒打算編寫一個新版本的牛頓《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，但從未完成它。一些研究牛頓的傳記作者認(rèn)為他們之間的關(guān)系可能存在愛情的成分。不過，在1694年這兩個人之間的關(guān)系冷卻了下來。在那個時候，丟勒還與萊布尼茨交換了幾封信件。

在1699年初，皇家學(xué)會（牛頓也是其中的一員）的其他成員們指控萊布尼茨剽竊了牛頓的成果，爭論在1711年全面爆發(fā)了。牛頓所在的英國皇家學(xué)會宣布，一項調(diào)查表明了牛頓才是真正的發(fā)現(xiàn)者，而萊布尼茨被斥為騙子。但在后來，發(fā)現(xiàn)該調(diào)查評論萊布尼茨的結(jié)語是由牛頓本人書寫，因此該調(diào)查遭到了質(zhì)疑。這導(dǎo)致了激烈的牛頓與萊布尼茨的微積分學(xué)論戰(zhàn)，并破壞了牛頓與萊布尼茨的生活，直到后者在1716年逝世。這場爭論在英國和歐洲大陸的數(shù)學(xué)家間劃出了一道鴻溝，并可能阻礙了英國數(shù)學(xué)至少一個世紀(jì)的發(fā)展。

牛頓的一項被廣泛認(rèn)可的成就是廣義二項式定理，它適用于任何冪。他發(fā)現(xiàn)了牛頓恒等式、牛頓法，分類了立方面曲線（兩變量的三次多項式），為有限差理論作出了重大貢獻(xiàn)，并首次使用了分式指數(shù)和坐標(biāo)幾何學(xué)得到丟番圖方程的解。他用對數(shù)趨近了調(diào)和級數(shù)的部分和（這是歐拉求和公式的一個先驅(qū)），并首次有把握地使用冪級數(shù)和反轉(zhuǎn)（revert）冪級數(shù)。他還發(fā)現(xiàn)了π的一個新公式。

他在1669年被授予盧卡斯數(shù)學(xué)教授席位。在那一天以前，劍橋或牛津的所有成員都是經(jīng)過任命的圣公會牧師。不過，盧卡斯教授之職的條件要求其持有者不得活躍于教堂（大概是如此可讓持有者把更多時間用于科學(xué)研究上）。牛頓認(rèn)為應(yīng)免除他擔(dān)任神職工作的條件，這需要查理二世的許可，后者接受了牛頓的意見。這樣避免了牛頓的宗教觀點與圣公會信仰之間的沖突。

提出光的微粒說

從1670年到1672年，牛頓負(fù)責(zé)講授光學(xué)。在此期間，他研究了光的折射，表明棱鏡可以將白光發(fā)散為彩色光譜，而透鏡和第二個棱鏡可以將彩色光譜重組為白光。他還通過分離出單色的光束，并將其照射到不同的物體上的實驗，發(fā)現(xiàn)了色光不會改變自身的性質(zhì)。牛頓還注意到，無論是反射、散射或發(fā)射，色光都會保持同樣的顏色。因此，我們觀察到的顏色是物體與特定有色光相合的結(jié)果，而不是物體產(chǎn)生顏色的結(jié)果。

從這項工作中，他得出了如下結(jié)論：任何折光式望遠(yuǎn)鏡都會受到光散射成不同顏色的影響，并因此發(fā)明了反射式望遠(yuǎn)鏡（現(xiàn)稱作牛頓望遠(yuǎn)鏡）來回避這個問題。他自己打磨鏡片，使用牛頓環(huán)來檢驗鏡片的光學(xué)品質(zhì)，制造出了優(yōu)于折光式望遠(yuǎn)鏡的儀器，而這都主要歸功于其大直徑的鏡片。1671年，他在皇家學(xué)會上展示了自己的反射式望遠(yuǎn)鏡�；始覍W(xué)會的興趣鼓勵了牛頓發(fā)表他關(guān)于色彩的筆記，這在后來擴(kuò)大為《光學(xué)》（Opticks）一書。但當(dāng)羅伯特·胡克批評了牛頓的某些觀點后，牛頓對其很不滿并退出了辯論會。兩人自此以后成為了敵人，這一直持續(xù)到胡克去世。

牛頓認(rèn)為光是由粒子或微粒組成的，并會因加速通過光密介質(zhì)而折射，但他也不得不將它們與波聯(lián)系起來，以解釋光的衍射現(xiàn)象。而其后世的物理學(xué)家們則更加偏愛以純粹的光波來解釋衍射現(xiàn)象�，F(xiàn)代的量子力學(xué)、光子以及波粒二象性的思想與牛頓對光的理解只有很小的相同點。

在1675年的著作《解釋光屬性的解說》（Hypothesis Explaining the Properties of Light）中，牛頓假定了以太的存在，認(rèn)為粒子間力的傳遞是透過以太進(jìn)行的。不過牛頓在與神智學(xué)家亨利·莫爾（Henry More）接觸后重新燃起了對煉金術(shù)的興趣，并改用源于漢密斯神智學(xué)（Hermeticism）中粒子相吸互斥思想的神秘力量來解釋，替換了先前假設(shè)以太存在的看法。擁有許多牛頓煉金術(shù)著作的經(jīng)濟(jì)學(xué)大師約翰·梅納德·凱恩斯曾說：“牛頓不是理性時代的第一人，他是最后的一位煉金術(shù)士。”但牛頓對煉金術(shù)的興趣卻與他對科學(xué)的貢獻(xiàn)息息相關(guān)，而且在那個時代煉金術(shù)與科學(xué)也還沒有明確的區(qū)別。如果他沒有依靠神秘學(xué)思想來解釋穿過真空的超距作用，他可能也不會發(fā)展出他的引力理論。（參見艾薩克·牛頓的神秘學(xué)研究）

1704年，牛頓著成《光學(xué)》，其中他詳述了光的粒子理論。他認(rèn)為光是由非常微小的微粒組成的，而普通物質(zhì)是由較粗微粒組成，并推測如果通過某種煉金術(shù)的轉(zhuǎn)化“難道物質(zhì)和光不能互相轉(zhuǎn)變嗎？物質(zhì)不可能由進(jìn)入其結(jié)構(gòu)中的光粒子得到主要的動力（Activity）嗎？牛頓還使用玻璃球制造了原始形式的摩擦靜電發(fā)電機(jī)。

牛頓力學(xué)

1679年，牛頓重新回到力學(xué)的研究中：引力及其對行星軌道的作用、開普勒的行星運動定律、與胡克和弗拉姆斯蒂德在力學(xué)上的討論。他將自己的成果歸結(jié)在《物體在軌道中之運動》（1684年）一書中，該書中包含有初步的、后來在《原理》中形成的運動定律。

《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（現(xiàn)常簡稱作《原理》）在埃德蒙·哈雷的鼓勵和支持下出版于1687年7月5日。該書中牛頓闡述了其后兩百年間都被視作真理的三大運動定律。牛頓使用拉丁單詞“gravitas”（沉重）來為現(xiàn)今的引力（gravity）命名，并定義了萬有引力定律。在這本書中，他還基于波義耳定律提出了首個分析測定空氣中音速的方法。

由于《原理》的成就，牛頓得到了國際性的認(rèn)可，并為他贏得了一大群支持者：牛頓與其中的瑞士數(shù)學(xué)家尼古拉·法蒂奧·丟勒建立了非常親密的關(guān)系，直到1693年他們的友誼破裂。這場友誼的結(jié)束讓牛頓患上了神經(jīng)衰弱。

中國影響

牛頓生活的年代相當(dāng)于明亡之前一年到清雍正5年，《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書發(fā)表的時間相當(dāng)于康熙25年。從牛頓《原理》發(fā)表的1687年到1840年的150余年間，牛頓物理學(xué)和天文學(xué)知識幾乎沒有介紹到中國�！对�理》一書的基本內(nèi)容直到鴉片戰(zhàn)爭之后才在中國傳播。

哥白尼的太陽中心說、開普勒的橢圓軌道、牛頓的萬有引力三者相繼傳入中國，它們和中土奉為圭臬的“天動地靜”、“天圓地方”、“陰陽相感”的傳統(tǒng)有天壤之別。這就不能不引起中國人的巨大反響。牛頓學(xué)說在中國的傳播決不只是影響了學(xué)術(shù)界，喚醒了人們對于科學(xué)真理的認(rèn)識。更重要的是，也為中國資產(chǎn)階級改革派發(fā)起的戊戌變法（1898年）提供了一種輿論準(zhǔn)備。這個運動的主將康有為、梁啟超和譚嗣同等人，都無例外地從牛頓學(xué)說中尋找維新變法的根據(jù)，尤其是牛頓在科學(xué)上革故圖新的精神鼓舞了清代一切希望變革社會的有志之士。

觀點主張

亞里士多德的哲學(xué)講求事物的和諧，求和諧思想是正確的，但亞里士多德認(rèn)為天上的日、月、星辰的運行軌道是圓形，因為只有圓運動才是完美的、和諧的，而地上的運動，例如重物直線下落是凡俗的。古希臘哲學(xué)家的和諧思想不能在天與地之間連貫。到了17世紀(jì)，牛頓用引力理論和運動三定律把天上行星和它們的衛(wèi)星運動規(guī)律，同地上重力下墜的現(xiàn)象統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了天上人間的統(tǒng)一，這是牛頓在自然哲學(xué)上的偉大貢獻(xiàn)。

眾所周知，牛頓在理解光的本質(zhì)上持微粒說。但他在同胡、惠更斯等討論光的本質(zhì)時，說光具有這種或那種本能激發(fā)以太的振動。這意味著以太是光振動的媒質(zhì)（見以太論）。于此，似乎牛頓對光的雙重性有所理解；其實不然，他對以太媒質(zhì)之存在極似空氣之無所不在，只是遠(yuǎn)為稀薄、微細(xì)而具有強(qiáng)有力的彈。他又申說，就是由于以太的動物氣質(zhì)才使肌肉收縮和伸長，動物得以運動。他又進(jìn)一步以以太來解釋光的反射與折射，透明與不透明，以及顏色的產(chǎn)生，他甚至于設(shè)想地球的引力是由于有如以大氣質(zhì)不斷凝聚使然。

《原理》第二編第六章詮釋的結(jié)尾說，從記憶中他曾做實驗傾向于以太充斥于所有物體的空隙之中的說法，雖然以太對于引力沒有覺察的影響。14、15世紀(jì)以來歐洲的學(xué)者對以太著了迷，以太學(xué)說風(fēng)靡一時。當(dāng)時科學(xué)巨擘笛卡兒對以太存在深信不疑。他認(rèn)為行星之運行可以以太旋渦來解釋。以太學(xué)說成為一時哲學(xué)思潮。尊重實驗的牛頓也不免卷入這股哲學(xué)思潮激流中去，傾向于它存在。當(dāng)時人們對超距作用看法不一。牛頓曾經(jīng)指出他的引力相互作用定律，并不認(rèn)為是最終的解釋，而只是從實驗中歸納出來的一條規(guī)則。因此，牛頓并未就引力本質(zhì)作出結(jié)論。

牛頓在科學(xué)上的成就須由他的哲學(xué)思想和科學(xué)方法來尋根求源。牛頓的學(xué)生R.科茨曾在《原理》第2版序言中道出了其中的奧妙。古希臘、羅馬的哲學(xué)家憑著對自然現(xiàn)象的觀察和思考（中國先秦時代也有類似之處）總結(jié)出論斷，例如泰勒斯的學(xué)說：萬物的根源是水。即使像德謨克利特、盧克萊修的原子論，總的來說來評價還是很高的。但是他們的方法憑天才的臆測、思維與辯論，稱之為思辨哲學(xué)。到了中世，經(jīng)院哲學(xué)統(tǒng)治著歐洲。科學(xué)、哲學(xué)淪為神學(xué)的奴婢。到15、16世紀(jì)，哥白尼、G.布魯諾、伽利略等人不畏坐牢、火刑等堅持不屈地向教會作斗爭，掙脫了侍奉上帝的桎梏。對自然現(xiàn)象的觀察、測量和實驗的風(fēng)氣逐漸形成了。在物理學(xué)科中伽利略的實驗工作是實驗物理學(xué)的開端，牛頓深受其影響。隨后牛頓使作為實驗科學(xué)的物理學(xué)形成一個光輝體系，同時也使科學(xué)實驗方法闖入了哲學(xué)思想的殿堂。

牛頓認(rèn)為從現(xiàn)象中可以得出科學(xué)原理，或者說科學(xué)基本原理可以從現(xiàn)象中導(dǎo)得或推出。牛頓在《原理》和《光學(xué)》兩書中明白表達(dá)他的做學(xué)問的方法，即要明白無誤地區(qū)別猜測、假設(shè)和實驗結(jié)果（及由此而歸納得出的結(jié)論），還有從某些假設(shè)條件下所得到數(shù)學(xué)推導(dǎo)�！对�理》第一編十四章中處理細(xì)微粒子的運動和第二編命題23中設(shè)想氣體中有相互排斥質(zhì)點的模型都是牛頓運用具有物理實質(zhì)性的數(shù)學(xué)模型的例子，但是他對這些問題缺少實質(zhì)性的實驗證據(jù)，未能寫出無可辯駁的論述。論者可能認(rèn)為牛頓只注重從實驗運用歸納法得出定律，而無視演繹法的重要性。這是有違事實的。1713年牛頓在出版《原理》第2版時在給他的學(xué)生科茨的信中提到運動定律是居于首位的定律或稱之為公理，并說它們都是從現(xiàn)象中推斷或稱演繹而來的，并運用歸納法使之普適化。

牛頓說：“這是一個命題在哲學(xué)中所能達(dá)到最高境界的例證�！闭\然，必須看到歸納與演繹不能人為地對立起來。恩格斯指出“歸納和演繹正如分析和綜合一樣，是必然相互聯(lián)系著的。不應(yīng)當(dāng)犧牲一個而把另一個捧到天上去”。牛頓在此早著先鞭。關(guān)于實驗與假設(shè)之間的關(guān)系，牛頓在各種場合都有論述。他在給奧爾登堡的信中說：“進(jìn)行哲學(xué)研究的最好和最可靠的方法，看來第一是勤勤懇懇地探索事物的屬性并用實驗來證明這些屬性。然后進(jìn)而建立一些假說，用以解釋這些事物的本性�！苯o科茨信中說：“任何不是從現(xiàn)象中推論出來的說法都應(yīng)稱之為假說，而這樣一種假說無論是形而上學(xué)的還是物理學(xué)的，無論屬于隱蔽性質(zhì)的還是力學(xué)性質(zhì)的，在實驗哲學(xué)中都沒有它們的地位�！迸ｎD這些論述奠定了自然哲學(xué)的基礎(chǔ)，啟開了實驗科學(xué)的大門，300年來為自然科學(xué)的繁榮立下了不朽功勛。

牛頓研究事物規(guī)律的方法不同于那些只從簡單的物理假設(shè)出發(fā)的人，而是通過邏輯的演繹法得到對事物現(xiàn)象的解釋。愛因斯坦指出：“牛頓才第一個成功地找到了一個用公式清楚表述的基礎(chǔ)，從這基礎(chǔ)出發(fā)他用數(shù)學(xué)的思維，邏輯地、定量地演繹出范圍很廣的現(xiàn)象并且同經(jīng)驗相符合。”“在牛頓之前還沒有什么實際的結(jié)果支持那種認(rèn)為物理因果關(guān)系有完整鏈條的信念�！迸ｎD是完整的物理因果關(guān)系創(chuàng)始人；而因果關(guān)系正是經(jīng)典物理學(xué)的基石。牛頓出身于篤信基督教的家庭。在劍橋求學(xué)時代，他就懷著宗教生活里亦如科學(xué)實驗一樣可以自由自在的幻想和工作�！对�理》完成后，他便著手有關(guān)基督教《圣經(jīng)》的研究，并開始寫這方面的著作，手稿達(dá)150萬字之多，絕大部分未發(fā)表。可見牛頓在宗教著述上浪費了大量時間的精力。關(guān)于牛頓在1692～1693年間答復(fù)本特萊大主教4封信論造物主（上帝）之存在，最為后人所詬病。所謂神臂就是第一推動出于第四封信中。從現(xiàn)代宇宙學(xué)來說，第一推動完全可能在物理框架中解決，而無需“神助”。

牛頓反對當(dāng)時的英國國教。他反對三一教義，但不鮮明表白自己的意志，只是隱蔽地表明不愿擔(dān)任圣職�？傊�，在對于宗教問題上牛頓比之于他的先驅(qū)者如哥白尼、布魯諾、伽利略等赴湯蹈火而不辭的精神，則遜色多了。

人物評價

勤奮學(xué)習(xí)

一談到近代科學(xué)開創(chuàng)者牛頓，人們可能認(rèn)為他小時候一定是個“神童”、“天才”、有著非凡的智力。其實不然，牛頓童年身體瘦弱，頭腦并不聰明。在家鄉(xiāng)讀書的時候，很不用功，在班里的學(xué)習(xí)成績屬于次等。但他的興趣卻是廣泛的，游戲的本領(lǐng)也比一般兒童高。

牛頓愛好制作機(jī)械模型一類的玩藝兒，如風(fēng)車、水車、日晷等等。他精心制作的一只水鐘，計時較準(zhǔn)確，得到了人們的贊許。有時，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(dāng)夜幕降臨時，點燃的燈籠借風(fēng)箏上升的力升入空中。發(fā)光的燈籠在空中流動，人們大驚，以為是出現(xiàn)了彗星。盡管如此，因為他學(xué)習(xí)成績不好，還是經(jīng)常受到歧視。

時間對人是一視同仁的，給人以同等的量，但人對時間的利用不同，而所得的知識也大不一樣。

牛頓十六歲時數(shù)學(xué)知識還很膚淺，對高深的數(shù)學(xué)知識甚至可以說是不懂�！爸�識在于積累，聰明來自學(xué)習(xí)”。牛頓下決心靠自己的努力攀上數(shù)學(xué)的高峰。在基礎(chǔ)差的不利條件下，牛頓能正確認(rèn)識自己，知難而進(jìn)。他從基礎(chǔ)知識、基本公式重新學(xué)起，扎扎實實、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)、融會貫通。遂之發(fā)明了代數(shù)二項式定理。傳說中牛頓“大暴風(fēng)中算風(fēng)力”的佳話，可為牛頓身體力學(xué)的佐證。有一天，天刮著大風(fēng)暴。風(fēng)撒野地呼號著，塵土飛揚(yáng)，迷迷漫漫，使人難以睜眼。牛頓認(rèn)為這是個準(zhǔn)確地研究和計算風(fēng)力的好機(jī)會。于是，便拿著用具，獨自在暴風(fēng)中來回奔走。他踉踉蹌蹌、吃力地測量著。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，但都沒有動搖他求知的欲望。他一遍又一遍，終于求得了正確的數(shù)據(jù)。他快樂極了，急忙跑回家去，繼續(xù)進(jìn)行研究。

有志者事竟成。經(jīng)過勤奮學(xué)習(xí)，牛頓為自己的數(shù)學(xué)高塔打下了深厚的基礎(chǔ)。不久，牛頓的數(shù)學(xué)高塔就建成了，二十二歲時發(fā)明了微分學(xué)，二十三歲時發(fā)明了積分學(xué)，為人類數(shù)學(xué)事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn)。

牛頓是個十分謙虛的人，從不自高自大。曾經(jīng)有人問牛頓：“你獲得成功的秘訣是什么？”牛頓回答說：“假如我有一點微小成就的話，沒有其它秘訣，唯有勤奮而已�！�

站在巨人的肩上

牛頓的研究領(lǐng)域非常廣泛，他除了在數(shù)學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等方面做出卓越貢獻(xiàn)外，他還花費大量精力進(jìn)行化學(xué)實驗。他常常六個星期一直留在實驗室里，不分晝夜的工作。他在化學(xué)上

花費的時間并不少，卻幾乎沒有取得什么顯著的成就。為什么同樣一個偉大的牛頓，在不同的領(lǐng)域取得的成就竟那么不一樣呢？

其中一個原因就是各個學(xué)科處在不同的發(fā)展階段。在力學(xué)和天文學(xué)方面，有伽利略、開普勒、、惠更斯等人的努力，牛頓有可能用已經(jīng)準(zhǔn)備好的材料，建立起一座宏偉壯麗的力學(xué)大廈。正象他自己所說的那樣“如果說我看得遠(yuǎn)，那是因為我站在巨人的肩上”。而在化學(xué)方面，因為正確的道路還沒有開辟出來，牛頓沒法走到可以砍伐材料的地方。

牛頓在臨終前對自己的生活道路是這樣總結(jié)的：“我不知道在別人看來，我是什么樣的人；但在我自己看來，我不過就象是一個在海濱玩耍的小孩，為不時發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒有發(fā)現(xiàn)�！�

這當(dāng)然是牛頓的謙遜。

受爭議

牛頓還是學(xué)生時，就發(fā)現(xiàn)了一種計算無限量的方法。他用這個秘密的方法，算出了雙曲面積到二百五十位數(shù)。他曾經(jīng)高價買下了一個棱鏡，并把它作為科學(xué)研究的工具，用它試驗了白光分解為的有顏色的光。后來，牛頓邊研究，邊把自己二十幾年的研究成果編撰成一本厚六百多頁的巨著。有人認(rèn)為牛頓的發(fā)現(xiàn)只是一種個人的消遣，為的是使自己在寂靜的書齋中解悶。

牛頓善于觀察各種現(xiàn)象，甚至包括日常生活中的小事，作出了科學(xué)史上一個個重要的發(fā)現(xiàn)。因為醉心于科學(xué)研究，牛頓在生活中常常廢寢忘食，曾因為對研究過于專注鬧了笑話，后來被大家傳為趣談。一次，他一邊讀著書，一邊在火爐上去煮雞蛋。等他揭開鍋想吃雞蛋時，卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次，他請朋友吃飯，當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時，牛頓突然腦子中靈感閃現(xiàn)，想到一個問題，便立即進(jìn)了書房，朋友等了他好久還是不見他出來，于是朋友就自己動手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤子，不告而別了。等牛頓想起，出來后，見了盤子里的骨頭，以為自己已經(jīng)吃過了，便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)室，繼續(xù)研究他的問題。

亞歷山大·蒲柏說到: 自然和自然的法則在黑夜中隱藏； 上帝說，“讓牛頓誕生！”于是一切都被照亮。

主要貢獻(xiàn)

二項式定理

　　在一六六五年，剛好二十二歲的牛頓發(fā)現(xiàn)了二項式定理，這對于微積分的充分發(fā)展是必不可少的一步。二項式定理在組合理論、開高次方、高階等差數(shù)列求和，以及差分法中有廣泛的應(yīng)用。 　

二項式級數(shù)展開式是研究級數(shù)論、函數(shù)論、數(shù)學(xué)分析、方程理論的有力工具。在今天我們會發(fā)覺這個方法只適用于ｎ是正整數(shù)，當(dāng)ｎ是正整數(shù)１，２，３，....... ，級數(shù)終止在正好是ｎ＋１項。如果ｎ不是正整數(shù)，級數(shù)就不會終止，這個方法就不適用了。但是我們要知道那時，萊布尼茨在一六九四年才引進(jìn)函數(shù)這個詞，在微積分早期階段，研究超越函數(shù)時用它們的級來處理是所用方法中最有成效的。

力學(xué)方面的貢獻(xiàn)

牛頓在伽利略等人工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行深入研究，總結(jié)出了物體運動的三個基本定律（牛頓三定律）：

第一定律

即慣性定律

任何一個物體在不受任何外力或受到的力平衡時（Fnet=0），總保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有作用在它上面的外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。

第二定律

1)牛頓第二定律是力的瞬時作用規(guī)律。力和加速度同時產(chǎn)生、同時變化、同時消逝。�、艶=ma是一個矢量方程，應(yīng)用時應(yīng)規(guī)定正方向，凡與正方向相同的力或加速度均取正值，反之取負(fù)值，一般常取加速度的方向為正方向。�、歉鶕�(jù)力的獨立作用原理，用牛頓第二定律處理物體在一個平面內(nèi)運動的問題時，可將物體所受各力正交分解，在兩個互相垂直的方向上分別應(yīng)用牛頓第二定律的分量形式：Fx=max，F(xiàn)y=may列方程。牛頓第二定律的六個性質(zhì)⑴因果性：力是產(chǎn)生加速度的原因�！、仆�體性：F合、m、a對應(yīng)于同一物體。�、鞘噶啃裕毫�和加速度都是矢量，物體加速度方向由物體所受合外力的方向決定。

牛頓第二定律數(shù)學(xué)表達(dá)式∑F = ma中，等號不僅表示左右兩邊數(shù)值相等，也表示方向一致，即物體加速度方向與所受合外力方向相同�！、人矔r性：當(dāng)物體（質(zhì)量一定）所受外力發(fā)生突然變化時，作為由力決定的加速度的大小和方向也要同時發(fā)生突變；當(dāng)合外力為零時，加速度同時為零，加速度與合外力保持一一對應(yīng)關(guān)系。牛頓第二定律是一個瞬時對應(yīng)的規(guī)律，表明了力的瞬間效應(yīng)�！、上鄬π裕鹤匀唤缰写嬖谥�一種坐標(biāo)系，在這種坐標(biāo)系中，當(dāng)物體不受力時將保持勻速直線運動或靜止?fàn)顟B(tài)，這樣的坐標(biāo)系叫慣性參照系。地面和相對于地面靜止或作勻速直線運動的物體可以看作是慣性參照系，牛頓定律只在慣性參照系中才成立。

⑹獨立性：作用在物體上的各個力，都能各自獨立產(chǎn)生一個加速度，各個力產(chǎn)生的加速度的失量和等于合外力產(chǎn)生的加速度。適用范圍⑴只適用于低速運動的物體（與光速比速度較低）�！、浦贿m用于宏觀物體，牛頓第二定律不適用于微觀原子。�、菂⒄障祽�(yīng)為慣性系。兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一直線上，大小相等，方向相反。（詳見牛頓第三運動定律）表達(dá)式　F=-F’

第三定律

（F表示作用力，F(xiàn)’表示反作用力，負(fù)號表示反作用力F’與作用力F的方向相反）這三個非常簡單的物體運動定律，為力學(xué)奠定了堅實的基礎(chǔ)，并對其他學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了巨大影響。第一定律的內(nèi)容伽利略曾提出過，后來R.笛卡兒作過形式上的改進(jìn)，伽利略也曾非正式地提到第二定律的內(nèi)容。第三定律的內(nèi)容則是牛頓在總結(jié)C·雷恩、J·沃利斯和C·惠更斯等人的結(jié)果之后得出的。

牛頓是萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)者。他在1665～1666年開始考慮這個問題。萬有引力定律（Law of universal gravitation)是艾薩克·牛頓在1687年于《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》上發(fā)表的。1679年，R·胡克在寫給他的信中提出，引力應(yīng)與距離平方成反比，地球高處拋體的軌道為橢圓，假設(shè)地球有縫，拋體將回到原處，而不是像牛頓所設(shè)想的軌道是趨向地心的螺旋線。牛頓沒有回信，但采用了胡克的見解。在開普勒行星運動定律以及其他人的研究成果上，他用數(shù)學(xué)方法導(dǎo)出了萬有引力定律。

牛頓把地球上物體的力學(xué)和天體力學(xué)統(tǒng)一到一個基本的力學(xué)體系中，創(chuàng)立了經(jīng)典力學(xué)理論體系。正確地反映了宏觀物體低速運動的宏觀運動規(guī)律，實現(xiàn)了自然科學(xué)的第一次大統(tǒng)一。這是人類對自然界認(rèn)識的一次飛躍。

牛頓指出流體粘性阻力與剪切率成正比。他說：流體部分之間由于缺乏潤滑性而引起的阻力，如果其他都相同，與流體部分之間分離速度成比例。在此把符合這一規(guī)律的流體稱為牛頓流體，其中包括最常見的水和空氣，不符合這一規(guī)律的稱為非牛頓流體。

在給出平板在氣流中所受阻力時，牛頓對氣體采用粒子模型，得到阻力與攻角正弦平方成正比的結(jié)論。這個結(jié)論一般地說并不正確，但由于牛頓的權(quán)威地位，后人曾長期奉為信條。20世紀(jì)，T·卡門在總結(jié)空氣動力學(xué)的發(fā)展時曾風(fēng)趣地說，牛頓使飛機(jī)晚一個世紀(jì)上天。

關(guān)于聲的速度，牛頓正確地指出，聲速與大氣壓力平方根成正比，與密度平方根成反比。但由于他把聲傳播當(dāng)作等溫過程，結(jié)果與實際不符，后來P.-S.拉普拉斯從絕熱過程考慮，修正了牛頓的聲速公式。

數(shù)學(xué)方面的貢獻(xiàn)

創(chuàng)建微積分

17世紀(jì)以來，原有的幾何和代數(shù)已難以解決當(dāng)時生產(chǎn)和自然科學(xué)所提出的許多新問題，例如：如何求出物體的瞬時速度與加速度？如何求曲線的切線及曲線長度（行星路程）、矢徑掃過的面積、極大極小值（如近日點、遠(yuǎn)日點、最大射程等）、體積、重心、引力等等；盡管牛頓以前已有對數(shù)、解析幾何、無窮級數(shù)等成就，但還不能圓滿或普遍地解決這些問題。當(dāng)時笛卡兒的《幾何學(xué)》和沃利斯的《無窮算術(shù)》對牛頓的影響最大。牛頓將古希臘以來求解無窮小問題的種種特殊方法統(tǒng)一為兩類算法：正流數(shù)術(shù)（微分）和反流數(shù)術(shù)（積分），反映在1669年的《運用無限多項方程》、1671年的《流數(shù)術(shù)與無窮級數(shù)》、1676年的《曲線求積術(shù)》三篇論文和《原理》一書中，以及被保存下來的1666年10月他寫的在朋友們中間傳閱的一篇手稿《論流數(shù)》中。所謂“流量”就是隨時間而變化的自變量如x、y、s、u等，“流數(shù)”就是流量的改變速度即變化率，寫作等。他說的“差率”“變率”就是微分。與此同時，他還在1676年首次公布了他發(fā)明的二項式展開定理。牛頓利用它還發(fā)現(xiàn)了其他無窮級數(shù)，并用來計算面積、積分、解方程等等。1684年萊布尼茲從對曲線的切線研究中引入了和拉長的S作為微積分符號，從此牛頓創(chuàng)立的微積分學(xué)在大陸各國迅速推廣。

微積分的出現(xiàn)，成了數(shù)學(xué)發(fā)展中除幾何與代數(shù)以外的另一重要分支——數(shù)學(xué)分析（牛頓稱之為“借助于無限多項方程的分析”），并進(jìn)一步進(jìn)進(jìn)發(fā)展為微分幾何、微分方程、變分法等等，這些又反過來促進(jìn)了理論物理學(xué)的發(fā)展。例如瑞士J.伯努利曾征求最速降落曲線的解答，這是變分法的最初始問題，半年內(nèi)全歐數(shù)學(xué)家無人能解答。1697年，一天牛頓偶然聽說此事，當(dāng)天晚上一舉解出，并匿名刊登在《哲學(xué)學(xué)報》上。伯努利驚異地說：“從這鋒利的爪中我認(rèn)出了雄獅”。

微積分的創(chuàng)立是牛頓最卓越的數(shù)學(xué)成就。牛頓為解決運動問題，才創(chuàng)立這種和物理概念直接聯(lián)系的數(shù)學(xué)理論的，牛頓稱之為"流數(shù)術(shù)"。它所處理的一些具體問題，如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數(shù)的極大和極小值問題等，在牛頓前已經(jīng)得到人們的研究了。但牛頓超越了前人，他站在了更高的角度，對以往分散的結(jié)論加以綜合，將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統(tǒng)一為兩類普通的算法——微分和積分，并確立了這兩類運算的互逆關(guān)系，從而完成了微積分發(fā)明中最關(guān)鍵的一步，為近代科學(xué)發(fā)展提供了最有效的工具，開辟了數(shù)學(xué)上的一個新紀(jì)元。

牛頓沒有及時發(fā)表微積分的研究成果，他研究微積分可能比萊布尼茨早一些，但是萊布尼茨所采取的表達(dá)形式更加合理，而且關(guān)于微積分的著作出版時間也比牛頓早。

在牛頓和萊布尼茨之間，為爭論誰是這門學(xué)科的創(chuàng)立者的時候，竟然引起了一場悍然大波，這種爭吵在各自的學(xué)生、支持者和數(shù)學(xué)家中持續(xù)了相當(dāng)長的一段時間，造成了歐洲大陸的數(shù)學(xué)家和英國數(shù)學(xué)家的長期對立。英國數(shù)學(xué)在一個時期里閉關(guān)鎖國，囿于民族偏見，過于拘泥在牛頓的“流數(shù)術(shù)”中停步不前，因而數(shù)學(xué)發(fā)展整整落后了一百年。

1707年，牛頓的代數(shù)講義經(jīng)整理后出版，定名為《普遍算術(shù)》。他主要討論了代數(shù)基礎(chǔ)及其（通過解方程）在解決各類問題中的應(yīng)用。書中陳述了代數(shù)基本概念與基本運算，用大量實例說明了如何將各類問題化為代數(shù)方程，同時對方程的根及其性質(zhì)進(jìn)行了深入探討，引出了方程論方面的豐碩成果，如：他得出了方程的根與其判別式之間的關(guān)系，指出可以利用方程系數(shù)確定方程根之冪的和數(shù)，即“牛頓冪和公式”。

牛頓對解析幾何與綜合幾何都有貢獻(xiàn)。他在1736年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心，給出密切線圓（或稱曲線圓）概念，提出曲率公式及計算曲線的曲率方法。并將自己的許多研究成果總結(jié)成專論《三次曲線枚舉》，于1704年發(fā)表。此外，他的數(shù)學(xué)工作還涉及數(shù)值分析、概率論和初等數(shù)論等眾多領(lǐng)域。

牛頓在前人工作的基礎(chǔ)上，提出“流數(shù)（fluxion）法”，建立了二項式定理，并和G.W.萊布尼茨幾乎同時創(chuàng)立了微積分學(xué)，得出了導(dǎo)數(shù)、積分的概念和運算法則，闡明了求導(dǎo)數(shù)和求積分是互逆的兩種運算，為數(shù)學(xué)的發(fā)展開辟了一個新紀(jì)元。

二項式定理

在一六六五年，剛好二十二歲的牛頓發(fā)現(xiàn)了二項式定理，這對于微積分的充分發(fā)展是必不可少的一步。二項式定理在組合理論、開高次方、高階等差數(shù)列求和，以及差分法中有廣泛的應(yīng)用。

二項式級數(shù)展開式是研究級數(shù)論、函數(shù)論、數(shù)學(xué)分析、方程理論的有力工具。在今天我們會發(fā)覺這個方法只適用于n是正整數(shù)，當(dāng)n是正整數(shù)1，2，3，....... ，級數(shù)終止在正好是n+1項。如果n不是正整數(shù)，級數(shù)就不會終止，這個方法就不適用了。但是我們要知道那時，萊布尼茨在一六九四年才引進(jìn)函數(shù)這個詞，在微積分早期階段，研究超越函數(shù)時用它們的級來處理是所用方法中最有成效的。

熱學(xué)方面的貢獻(xiàn)

牛頓確定了冷卻定律，即當(dāng)物體表面與周圍有溫差時，單位時間內(nèi)從單位面積上散失的熱量與這一溫差成正比。

天文學(xué)的貢獻(xiàn)

牛頓1672年創(chuàng)制了反射望遠(yuǎn)鏡。他用質(zhì)點間的萬有引力證明，密度呈球?qū)ΨQ的球體對外的引力都可以用同質(zhì)量的質(zhì)點放在中心的位置來代替。他還用萬有引力原理說明潮汐的各種現(xiàn)象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有關(guān)，而且同太陽的方位有關(guān)。牛頓預(yù)言地球不是正球體。歲差就是由于太陽對赤道突出部分的攝動造成的。

哲學(xué)方面的貢獻(xiàn)

牛頓的哲學(xué)思想基本屬于自發(fā)的唯物主義，他承認(rèn)時間、空間的客觀存在。如同歷史上一切偉大人物一樣，牛頓雖然對人類作出了巨大的貢獻(xiàn)，但他也不能不受時代的限制。例如，他把時間、空間看作是同運動著的物質(zhì)相脫離的東西，提出了所謂絕對時間和絕對空間的概念；他對那些暫時無法解釋的自然現(xiàn)象歸結(jié)為上帝的安排，提出一切行星都是在某種外來的“第一推動力”作用下才開始運動的說法。

《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》牛頓最重要的著作，1687年出版。該書總結(jié)了他一生中許多重要發(fā)現(xiàn)和研究成果，其中包括上述關(guān)于物體運動的定律。他說，該書“所研究的主要是關(guān)于重、輕流體抵抗力及其他吸引運動的力的狀況，所以我們研究的是自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理�！痹摃鴤魅胫袊�后，中國數(shù)學(xué)家李善蘭曾譯出一部分，但未出版，譯稿也遺失了。現(xiàn)有的中譯本是數(shù)學(xué)家鄭太樸翻譯的，書名為《自然哲學(xué)之?dāng)?shù)學(xué)原理》，1931年商務(wù)印書館初版，1957、1958年兩次重印。

經(jīng)濟(jì)學(xué)方面的貢獻(xiàn)：提出金本位制度。

方程論與變分法

牛頓在代數(shù)方面也作出了經(jīng)典的貢獻(xiàn)，他的《廣義算術(shù)》大大推動了方程論。他發(fā)現(xiàn)實多項式的虛根必定成雙出現(xiàn)，求多項式根的上界的規(guī)則，他以多項式的系數(shù)表示多項式的根ｎ次冪之和公式，給出實多項式虛根個數(shù)的限制的笛卡兒符號規(guī)則的一個推廣。

牛頓在還設(shè)計了求數(shù)值方程的實根近似值的對數(shù)和超越方程都適用的一種方法，該方法的修正，現(xiàn)稱為牛頓方法。

牛頓在力學(xué)領(lǐng)域也有偉大的發(fā)現(xiàn)，這是說明物體運動的科學(xué)。

第—運動定律是伽利略發(fā)現(xiàn)的。這個定律闡明，如果物體處于靜止或作恒速直線運動，那么只要沒有外力作用，它就仍將保持靜止或繼續(xù)作勻速直線運動。這個定律也稱慣性定律，它描述了力的一種性質(zhì)：力可以使物體由靜止到運動和由運動到靜止，也可以使物體由一種運動形式變化為另一種形式。此被稱為牛頓第一定律。力學(xué)中最重要的問題是物體在類似情況下如何運動。牛頓第二定律解決了這個問題；該定律被看作是古典物理學(xué)中最重要的基本定律。牛頓第二定律定量地描述了力能使物體的運動產(chǎn)生變化。它說明速度的時間變化率（即加速度a與力F成正比，而與物體的質(zhì)量里成反比，即a=F/m或F＝ma；力越大，加速度也越大；質(zhì)量越大，加速度就越小。力與加速度都既有量值又有方向。加速度由力引起，方向與力相同；如果有幾個力作用在物體上，就由合力產(chǎn)生加速度，第二定律是最重要的，動力的所有基本方程都可由它通過微積分推導(dǎo)出來。

此外，牛頓根據(jù)這兩個定律制定出第三定律。牛頓第三定律指出，兩個物體的相互作用總是大小相等而方向相反。對于兩個直接接觸的物體，這個定律比較易于理解。書本對子桌子向下的壓力等于桌子對書本的向上的托力，即作用力等于反作用力。引力也是如此，飛行中的飛機(jī)向上拉地球的力在數(shù)值上等于地球向下拉飛機(jī)的力。牛頓運動定律廣泛用于科學(xué)和動力學(xué)問題上。

牛頓運動定律

牛頓運動定律是艾薩克·牛頓提出了物理學(xué)的三個運動定律的總稱，被譽(yù)為是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。

為“牛頓第一定律（慣性定律：一切物體在不受任何外力的作用下，總保持勻速直線運動 狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài)，直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止。——它明確了力和運動的關(guān)系及提出了慣性的概念）”、“牛頓第二定律（物體的加速度跟物體所受的合外力F成正比，跟物體的質(zhì)量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同。）公式：F=kma（當(dāng)m單位為kg，a單位為m/s2時，k=1）、牛頓第三定律（兩個物體之間的作用力和反作用力，在同一條直線上，大小相等，方向相反。）”

光學(xué)貢獻(xiàn)

在牛頓以前，墨子、培根、達(dá)·芬奇等人都研究過光學(xué)現(xiàn)象 。反射定律是人們很早就認(rèn)識的光學(xué)定律之一。近代科學(xué)興起的時候，伽利略靠望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了“新宇宙”，震驚了世界。荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅爾首先發(fā)現(xiàn)了光的折射定律。笛卡爾提出了光的微粒說……

牛頓以及跟他差不多同時代的胡克、惠更斯等人，也像伽利略、笛卡爾等前輩一樣，用極大的興趣和熱情對光學(xué)進(jìn)行研究。1666年，牛頓在家休假期間，得到了三棱鏡，他用來進(jìn)行了著名的色散試驗。一束太陽光通過三棱鏡后，分解成幾種顏色的光譜帶，牛頓再用一塊帶狹縫的擋板把其他顏色的光擋住，只讓一種顏色的光在通過第二個三棱鏡，結(jié)果出來的只是同樣顏色的光。這樣，他就發(fā)現(xiàn)了白光是由各種不同顏色的光組成的，這是第一大貢獻(xiàn)。 　

牛頓為了驗證這個發(fā)現(xiàn)，設(shè)法把幾種不同的單色光合成白光，并且計算出不同顏色光的折射率，精確地說明了色散現(xiàn)象。揭開了物質(zhì)的顏色之謎，原來物質(zhì)的色彩是不同顏色的光在物體上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年，牛頓把自己的研究成果發(fā)表在《皇家學(xué)會哲學(xué)雜志》上，這是他第一次公開發(fā)表的論文。

許多人研究光學(xué)是為了改進(jìn)折射望遠(yuǎn)鏡。牛頓由于發(fā)現(xiàn)了白光的組成，認(rèn)為折射望遠(yuǎn)鏡透鏡的色散現(xiàn)象是無法消除的(后來有人用具有不同折射率的玻璃組成的透鏡消除了色散現(xiàn)象)，就設(shè)計和制造了反射望遠(yuǎn)鏡。

　　牛頓不但擅長數(shù)學(xué)計算，而且能夠自己動手制造各種試驗設(shè)備并且作精細(xì)實驗。為了制造望遠(yuǎn)鏡，他自己設(shè)計了研磨拋光機(jī)，實驗各種研磨材料。公元1668年，他制成了第一架反射望遠(yuǎn)鏡樣機(jī)，這是第二大貢獻(xiàn)。公元1671年，牛頓把經(jīng)過改進(jìn)得反射望遠(yuǎn)鏡獻(xiàn)給了皇家學(xué)會，牛頓名聲大震，并被選為皇家學(xué)會會員。反射望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明奠定了現(xiàn)代大型光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的基礎(chǔ)。

同時，牛頓還進(jìn)行了大量的觀察實驗和數(shù)學(xué)計算，比如研究惠更斯發(fā)現(xiàn)的冰川石的異常折射現(xiàn)象，胡克發(fā)現(xiàn)的肥皂泡的色彩現(xiàn)象，“牛頓環(huán)”的光學(xué)現(xiàn)象等等。

牛頓還提出了光的“微粒說”，認(rèn)為光是由微粒形成的，并且走的是最快速的直線運動路徑。他的“微粒說”與后來惠更斯的“波動說”構(gòu)成了關(guān)于光的兩大基本理論。此外，他還制作了牛頓色盤等多種光學(xué)儀器。

構(gòu)筑力學(xué)大廈

牛頓是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運動三定律。

在牛頓以前，天文學(xué)是最顯赫的學(xué)科。但是為什么行星一定按照一定規(guī)律圍繞太陽運行？天文學(xué)家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發(fā)現(xiàn)說明，天上星體運動和地面上物體運動都受到同樣的規(guī)律——力學(xué)規(guī)律的支配。

早在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律以前，已經(jīng)有許多科學(xué)家嚴(yán)肅認(rèn)真的考慮過這個問題。比如開普勒就認(rèn)識到，要維持行星沿橢圓軌道運動必定有一種力在起作用，他認(rèn)為這種力類似磁力，就像磁石吸鐵一樣。1659年，惠更斯從研究擺的運動中發(fā)現(xiàn)，保持物體沿圓周軌道運動需要一種向心力。胡克等人認(rèn)為是引力，并且試圖推到引力和距離的關(guān)系。

1664年，胡克發(fā)現(xiàn)彗星靠近太陽時軌道彎曲是因為太陽引力作用的結(jié)果；1673年，惠更斯推導(dǎo)出向心力定律；1679年，胡克和哈雷從向心力定律和開普勒第三定律，推導(dǎo)出維持行星運動的萬有引力和距離的平方成反比。

牛頓自己回憶，1666年前后，他在老家居住的時候已經(jīng)考慮過萬有引力的問題。最有名的一個說法是：在假期里，牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次，象以往屢次發(fā)生的那樣，一個蘋果從樹上掉了下來……

一個蘋果的偶然落地，卻是人類思想史的一個轉(zhuǎn)折點，它使那個坐在花園里的人的頭腦開了竅，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢？牛頓思索著。終于，他發(fā)現(xiàn)了對人類具有劃時代意義的萬有引力。

牛頓高明的地方就在于他解決了胡克等人沒有能夠解決的數(shù)學(xué)論證問題。1679年，胡克曾經(jīng)寫信問牛頓，能不能根據(jù)向心力定律和引力同距離的平方成反比的定律，來證明行星沿橢圓軌道運動。牛頓沒有回答這個問題。1685年，哈雷登門拜訪牛頓時，牛頓已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律：兩個物體之間有引力，引力和距離的平方成反比，和兩個物體質(zhì)量的乘積成正比。

當(dāng)時已經(jīng)有了地球半徑、日地距離等精確的數(shù)據(jù)可以供計算使用。牛頓向哈雷證明地球的引力是使月亮圍繞地球運動的向心力，也證明了在太陽引力作用下，行星運動符合開普勒運動三定律。

在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書�；始覍W(xué)會經(jīng)費不足，出不了這本書，后來靠了哈雷的資助，這部科學(xué)史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。

牛頓在這部書中，從力學(xué)的基本概念(質(zhì)量、動量、慣性、力)和基本定律(運動三定律)出發(fā)，運用他所發(fā)明的微積分這一銳利的數(shù)學(xué)工具，不但從數(shù)學(xué)上論證了萬有引力定律，而且把經(jīng)典力學(xué)確立為完整而嚴(yán)密的體系，把天體力學(xué)和地面上的物體力學(xué)統(tǒng)一起來，實現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大的綜合。

牛頓的三大衡定定律

物質(zhì)不滅定律，說的是物質(zhì)的質(zhì)量不滅；能量守恒定律，說的是物質(zhì)的能量守恒；動量守恒定律。

人物軼事

蘋果的傳說

　　許多介紹牛頓的書上都介紹過牛頓與蘋果的傳奇故事：1665－1666之間，由于劍橋流行黑熱病，學(xué)校被迫停學(xué)，剛從劍橋拿到學(xué)士學(xué)位的牛頓也返回了家鄉(xiāng)。一天，牛頓正坐在一棵蘋果樹下看書及思考問題時，有一個蘋果落了下來，這一下子啟發(fā)了牛頓。但后來經(jīng)專家發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時的蘋果并沒有砸到牛頓。而且牛頓的日記中回憶道，蘋果并沒有砸到他。這位當(dāng)時年僅23歲的學(xué)生立刻想到，蘋果一定是被地球的引力拉下來的，此后，經(jīng)過多年努力，他終于完成了萬有引力定律的闡述、數(shù)學(xué)證明與公式推導(dǎo)。

這個故事流傳得非常廣泛，不過，近來有一位歷史學(xué)者提出異議，他認(rèn)為所說并不是事實。他的根據(jù)如下：

把這個故事最早公諸于眾的是法國作家伏爾泰 （Voltaire，1694－1778），他對牛頓的研究成果抱有極大熱情，并曾積極予以宣傳。1726年，他前往英國，當(dāng)年寫了25篇通訊，其中第15篇通訊中提到這個蘋果落地的故事。他在文章中說，這個故事是聽牛頓的侄女告訴他的。此時是1726年。

其后，在1752年，有一位比牛頓小45歲的牛頓的朋友（William Stukeley），在他的回憶文章中說，牛頓去世前一年，牛頓曾講過這個故事，而牛頓是1727年去世的，就是說，牛頓在1726年自己也講過這個故事。

因此，這位歷史學(xué)者指出，在同一年（1726年），如果兩個人都講過，那么，到底是誰先講的？所以，關(guān)于蘋果的故事一定是瞎編出來的。有人認(rèn)為，這個蘋果的故事至少有兩點與已經(jīng)了解的歷史事實不符：

第一，萬有引力不是牛頓一個人的獨立發(fā)現(xiàn)，而是歷史上若干人的研究逐步探索、積累的結(jié)果，有的書上卻把萬有引力定律以牛頓名字命名，這是不行的；另外，把牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力說成是由于受了蘋果落地啟發(fā)的自然結(jié)果，根據(jù)歷史學(xué)者的觀點，顯然是對歷史的嚴(yán)重歪曲。第二，在1665年，牛頓對天體的運動規(guī)律問題還沒有完全搞清楚，如果承認(rèn)這個蘋果故事，不是等于把牛頓對萬有引力的發(fā)現(xiàn)提前了至少20年嗎？實際上，牛頓直到二十多年后才取得最終結(jié)論，并完成數(shù)學(xué)論證與公式推導(dǎo)。

持第一個觀點的人認(rèn)為，不能把萬有引力定律成果歸于牛頓名下，因為前人也付出過探索和努力。他們指出，萬有引力發(fā)現(xiàn)的實際經(jīng)過大致是這樣的：

首先，開普勒（J.Kepler,1571－1630）最早在探索行星運動規(guī)律時，認(rèn)為引力就是太陽發(fā)出的類似于磁力的流，這些磁力流沿切線方向推動著行星公轉(zhuǎn)，其強(qiáng)度隨離太陽的距離而減弱。開普勒還曾企圖用磁作用機(jī)制解釋橢圓軌道的產(chǎn)生。他還以月球與海水間的磁性吸引解釋潮汐現(xiàn)象。

1645年，法國天文學(xué)家布里阿德（I.Bulliadus）提出一個假設(shè)：“開普勒力的減少，和離太陽的距離的平方成反比”。這是第一次提出平方反比關(guān)系的思想。

1661 年，英國皇家學(xué)會成立了一個專門委員會研究重力問題。羅伯特 胡克（Robert Hooke,1635－1703）、克里斯托夫 雷恩（Christopher Wren,1632－1723）、愛德蒙 哈雷（Edmund Halley,1656－1742）在引力問題的研究上都曾做出過貢獻(xiàn)。據(jù)說早在1661年，羅伯特 胡克就覺察到，引力和地球上物體的重力應(yīng)該是有著同樣的本質(zhì)。

在1674年的一次演講“證明地球周年運動的嘗試”中，胡克提出，要在一致的力學(xué)原則的基礎(chǔ)上建立一個宇 宙學(xué)說，為此提出了以下三個假設(shè)：“第一，據(jù)我們在地球上的觀察可知，一切天體都具有傾向其中心的吸引力，它不僅吸引其本身各部分，并且還吸引其作用范圍 內(nèi)的其他天體。因此，不僅太陽和月亮對地球的形狀和運動發(fā)生影響，而且地球?qū)μ�陽和月亮同樣也有影響，連水星、金星、火星和木星對地球的運動都有影響。第二，凡是正在作簡單直線運動的任何天體，在沒有受到其他作用力使其沿著橢圓軌道、圓周或復(fù)雜的曲線運動之前，它將繼續(xù)保持直線運動不變。第三，受到吸引力作用的物體，越靠近吸引中心，其吸引力也越大。至于此力在什么程度上依賴于距離的問題，在實驗中我還未解決。一旦知道了這一關(guān)系，天文學(xué)家就很容易解決天 體運動的規(guī)律了�！焙�克首先使用了“吸引力”這個詞。他在這里提出的這三條假設(shè)，實際上已朦朧意識到有關(guān)吸引力的一些特性，只是他對引力與距離的關(guān)系還沒搞清楚，另外，只是缺乏對引力的定量表述和論證而已。

1679年，胡克與牛頓之間進(jìn)行了關(guān)于引力問題的交流，在1679年11月，牛頓致信胡克說：“自己關(guān)于發(fā)現(xiàn)周日運動的想象，即設(shè)想一個自由落體落到地球上，通過地面進(jìn)入地球內(nèi)部，而不受任何物質(zhì)的阻礙，則該落體將沿著一條螺旋形軌道運行，在旋轉(zhuǎn)數(shù)圈后，最終旋入（或十分接近）地心。”胡克回信說，物體不會按螺線運動，而是按“一種帶橢圓狀的曲線”運動，它的軌道將“像－橢圓”。1679年12月13日，牛頓寫信給胡克說：“如果假定它的重力是均勻的，〔物體將〕不按螺線下沉那個真正的中心，而是以交替升降的形式運行�！�

我們從后人清理牛頓同胡克的這些通信中看出，直至1679年，牛頓對落體引力的問題，還沒有徹底解決，他還在考慮物體的重心偏心可能會使落體在下落過程中邊旋轉(zhuǎn)邊落向地心，而胡克認(rèn)為，該物體的運動軌跡應(yīng)該是一個橢圓。從牛頓的角度來看，對于萬有引力問題，與距離平方成反比是沒問題了，牛頓正在考慮的是與質(zhì)量的關(guān)系、及重心的偏心是否會對萬有引力產(chǎn)生影響。還有，就是要用數(shù)學(xué)知識對萬有引力作用下天體按橢圓軌道運行作出嚴(yán)格證明，對萬有引力定律作出公式推導(dǎo)。胡克在信中曾向牛頓提出過這個問題，希望牛頓完成這個定律的數(shù)學(xué)證明與公式推導(dǎo)。因此，后來人們得出結(jié)論，一直到1685年，牛頓還沒有解決這個問題。直到1686年，牛頓才最終解決了它，并且在哈雷的催促下，把這部分?jǐn)?shù)學(xué)論證的內(nèi)容一并加入《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書。當(dāng)胡克老先生看到這本書的書稿后，認(rèn)為自己也應(yīng)該有一分功勞，于是向年輕人牛頓提出，最好在書里把自己在這一方面的工作成績提一下。后來有人氣憤地指出，這個本來是合理的要求卻遭到了牛頓的斷然拒絕。因為牛頓曾向負(fù)責(zé)出版這本書的哈雷寫信說，他不想給胡克任何榮譽(yù)，而且稱在許多年前他就已經(jīng)知道了引力作用，以及與距離平方成反比的關(guān)系。

老年時的牛頓有一段回憶說：“同年（1666年）我開始把引力與月亮軌道聯(lián)系起來，并找出了如何估計一個天體在球體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時用來趨向球面的力的方法，……， 最后在1676和1677年之間的冬天我發(fā)現(xiàn)了一個命題：利用與距離平方成反比的離心力，行星必然環(huán)繞力的中心沿橢圓旋轉(zhuǎn)，……�！� 牛頓的這段話指的是月亮軌道的推導(dǎo)及尋找行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的原因。有人說，與前面他在信中與胡克討論落體問題相比較，可以看出在時間上是矛盾的：牛頓1677年研究的是月球軌道和行星軌道問題，而他1679年才研究質(zhì)量對落體的影響，因此人們說，牛頓在這里是故意把他發(fā)現(xiàn)萬有引力的時間改在1679年與胡克通信之前，而且造出蘋果神話，其目的顯然是為了要獨吞萬有引力這項成果。

牛頓和胡克之間的梁子，不僅表現(xiàn)在萬有引力定律的爭議上，最早表現(xiàn)在胡克對牛頓的光的微粒說有不同的看法，因為胡克對光的本質(zhì)是站在波動說一邊的。1673年，年輕的牛頓向皇家學(xué)會遞交了他關(guān)于光的一篇論文，后來他又遞交過第二篇論文，這些論文受到老先生胡克的批評，并且說論文的一些觀點是抄襲他的。這使牛頓無比憤怒，雖經(jīng)皇家學(xué)會調(diào)解，牛頓的怒氣未消，于1675年2月向胡克寫了一封回信。信中說：“如果我比笛卡爾看得更遠(yuǎn)，那是因為我站在巨人們的肩膀上。”許多人把這句話理解為牛頓的謙虛精神，而攻擊牛頓者認(rèn)為，這其實是他對胡克的一種諷刺和蔑視，完全不是人們望文生義的那回事。

據(jù)此，“倒牛頓者”認(rèn)為：牛頓根本沒把胡克和笛卡爾看作巨人一樣尊敬，牛頓也沒有攀登他們所搭的梯子，他說自己站在比梯子更高的巨人肩膀上，顯然這句話是對胡克的人身攻擊——胡克身材矮小。他們認(rèn)為，牛頓的《光學(xué)》著作所以在1704年出版，就是因為牛頓為了等胡克去世后才敢出版他的書。

“倒牛頓者”進(jìn)一步指出：牛頓獨占了萬有引力的成果后，還不足以解除對胡克的恨，當(dāng)他于1703年被選為英國皇家學(xué)會的主席，就下令在皇家學(xué)會除去所有的胡克的肖像。所以當(dāng)時英國許多著名的科學(xué)家中就是胡克的肖像沒有留傳下來。

對弗拉姆斯蒂德觀測數(shù)據(jù)的剽竊和盜版

英國人大衛(wèi)·克拉克等人最近寫了一本書 ，通過一系列的來往書信和翔實的資料，專門揭露牛頓壓制、阻撓天文學(xué)家弗·拉姆斯蒂德等人的研究并且剽竊他們的成果：

弗·拉姆斯蒂德（1646－1719）是英國首任皇家天文學(xué)家，是格林威治天文臺的創(chuàng)始人、現(xiàn)代精密天文觀測的開拓者。他在 1676－1689年間共作了大約2萬次觀測，測量精度約為10"，他對3000顆星的測量結(jié)果收入了著名的“不列顛星表”（Britannic Catalogue）。按照西方科學(xué)研究方法，研究過程是由三個步驟構(gòu)成的：首先由理論科學(xué)家提出理論模型，然后，進(jìn)行數(shù)學(xué)論證與公式推導(dǎo)，最后，由實驗科學(xué)家做實驗對理論進(jìn)行檢驗。此時，牛頓的萬有引力定律是否正確，還需要得到實驗數(shù)據(jù)的驗證。

　　1675年，弗拉姆斯蒂德被英國國王任命為皇家天文臺長，條件仍是十分艱苦，他從皇家未能得到足夠的辦臺經(jīng)費，連年薪100英鎊也經(jīng)常拖欠。為了維持天文臺的經(jīng)費，他不得不用額外招收學(xué)員的學(xué)費來補(bǔ)足，在繁忙的工作之外還要為140名數(shù)學(xué)學(xué)生教課。當(dāng)時皇家提供的科研經(jīng)費有限，連牛頓出版《原理》還是靠朋友哈雷的資助，才能夠順利出版。

1694 年開始，牛頓訪問了弗拉姆斯蒂德，并且向他索要關(guān)于月球運動的觀測資料，此后牛頓為了驗證萬有引力理論對月球軌道的計算結(jié)果，曾多次寫信給弗拉姆斯蒂德，索要試驗數(shù)據(jù)資料，弗拉姆斯蒂德后來說，他都滿足了牛頓。弗拉姆斯蒂德1700年對他的朋友洛瑟普說：“u2018牛頓u2019曾一度想使月球運行表符合他設(shè)想的定律，但是，當(dāng)他開始將自己的定律與天體（即月球的觀測位置）進(jìn)行比較時，他發(fā)現(xiàn)自己錯了，并不得不全部拋棄自己的定律。我曾給他提供了二百個以上的月球的觀測位置，人們會認(rèn)為這些材料足以限定任何理論；既然他已修改了自己的理論，并把自己的理論調(diào)整到完全符合這些觀察，所以他的理論描述了這些觀察也就不足為奇了，但是，他還是為此而感激這些觀察，甚于感激他關(guān)于引力的臆測，這些臆測曾使他犯過錯誤。” 牛頓的《原理》1687年第一次出版時，弗拉姆斯蒂德手里應(yīng)該有了兩千多份觀測資料，不知何故，他只給了牛頓兩百多份觀測資料。

大衛(wèi)·克拉克在書里說，其時牛頓已是皇家學(xué)會主席，在索取資料的時候經(jīng)常對弗拉姆斯蒂德的工作指指點點，有時還利用自己的高位來羞辱這位可敬的天文學(xué)家。這大大激怒了這位天文學(xué)家。到1700年之后，他們之間就再沒有通信了。牛頓獲得了弗拉姆斯蒂德的資料，并且在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中引用了這些資料，由于他們之間的矛盾，在《原理》的第二版出版時（1713年）他將弗拉姆斯蒂德的名字刪去了。然而牛頓和他的支持者哈雷還是急切地需要弗拉姆斯蒂德的進(jìn)一步的觀測資料。他們希望弗拉姆斯蒂德出版他的觀測資料，不過弗拉姆斯蒂德卻總是推托說，要反復(fù)校核以后才能出版。牛頓和哈雷所做的一件不道德的事是，他們未經(jīng)弗拉姆斯蒂德的同意，私自在1712年出版了弗拉姆斯蒂德以畢生精力得到的觀測星圖，共印刷了400冊，并且把其中的300冊回送給弗拉姆斯蒂德。弗拉姆斯蒂德看著這些充滿錯誤的資料，并且根據(jù)牛頓和哈雷理論的需要刪改過的印刷品，很生氣地把它們?nèi)�部焚毀了。后來他的星圖經(jīng)過仔細(xì)校核后，在他去世后由他的學(xué)生于1729年出版。

后來也有人認(rèn)為， 牛頓要出版那些弗拉姆斯蒂德已經(jīng)校核了三年多的觀測資料，弗拉姆斯蒂德見無法推脫下去，故意給了一份復(fù)制的資料，且是一份經(jīng)過涂改，有著大量錯誤的觀測資料。

大衛(wèi)·克拉克認(rèn)為，牛頓為了獲取弗拉姆斯蒂德的觀測資料，軟硬兼施，牛頓以天文臺是皇家學(xué)會的下屬單位，觀測結(jié)果應(yīng)當(dāng)屬他這位皇家學(xué)會主席來支配，這樣來以勢壓人。可是皇家學(xué)會根本上沒有供給弗拉姆斯蒂德足夠的經(jīng)費，一切設(shè)備都是他自籌來的。弗拉姆斯蒂德的憤怒可以從他給一位朋友（Abraham Sharp）的信中看出：“我和主席（牛頓）的另一個爭執(zhí)是，他形成了一個陰謀，想攫取我的儀器，而送我一個委員會，其中僅有他自己和兩位物理學(xué)家。主席熱度很高并且過分下作。我預(yù)先告訴他，別動我的東西。。�！�

1684 年萊布尼茲發(fā)表了他的微積分的論文。3年后，牛頓在1687年出版的《原理》書的初版中對萊布尼茲的貢獻(xiàn)表示認(rèn)同，但是卻說：“和我的幾乎沒什么不同，只不過表達(dá)的用字和符號不一樣�！边@幾句話，由于后來與萊布尼茲的矛盾，在第二版（1713年）時也被刪掉了。牛頓的流數(shù)理論到萊布尼茲發(fā)表論文二十年后， 即1704年作為他的著作《光學(xué)》的附錄中正式發(fā)表，附錄的序言中，牛頓提到他1676年給萊布尼茲的信，并補(bǔ)充說︰“若干年前我曾出借過一份包含這些定 理(微積分)的原稿，之後就見到一些從那篇當(dāng)中抄出來的東西，所以我現(xiàn)在公開發(fā)表這份原稿�！边@話的意思就暗指他的手稿曾經(jīng)被萊布尼茲看到過，而萊布尼茲 的論文就是從他的手稿中抄來的。

現(xiàn)在公認(rèn)的看法是：牛頓首先發(fā)明微積分，萊布尼茲后來也發(fā)明了微積分，但他早于牛頓向外公布出來。由于他曾看過牛頓的論文手稿，因此，爭議的焦點在于，到底按萊布尼茲說的，是他獨自發(fā)明了微積分，還是按牛頓說的，他借鑒抄襲了牛頓的成果？

1711 年3月4日，倫敦皇家學(xué)會的秘書斯洛（ Hans Sloane）收到萊布尼茲寄來的一封信，信中抱怨其成員開爾（John Keill）指責(zé)萊布尼茲把牛頓的微積分改變了少量的符號，偽裝為自己的原創(chuàng)發(fā)表，并且聲明這不是事實，要求學(xué)會給以公正的裁決。

倒牛頓者指出，這一狀告正好告到了牛頓手上，恰好給了當(dāng)時作為皇家學(xué)會主席的牛頓以售其奸的機(jī)會。后來，由于牛頓的導(dǎo)演和親自出馬、匿名運作，形成勢不兩立的兩派。以英國為一派包括英國著名數(shù)學(xué)家泰勒和麥克勞林都認(rèn)為萊布尼茲是抄襲者。另一派是歐洲大陸的 數(shù)學(xué)家，包括著名數(shù)學(xué)家約翰?伯努利等為一派認(rèn)為牛頓是抄襲者。爭論雙方停止學(xué)了術(shù)交流，不僅影響了數(shù)學(xué)的正常發(fā)展，也波及整個自然科學(xué)領(lǐng)域，以致發(fā)展到 英德兩國之間的政治摩擦。

這場由牛頓導(dǎo)演捍衛(wèi)牛頓的戰(zhàn)斗，使英國人吃了大虧。萊布尼茲生命中的最后７年，是在這場大爭論中痛苦地度過的。“倒牛頓者”說，萊布尼茲死后牛頓曾為能使萊布尼茲心碎而幸災(zāi)樂禍，這，也許更能夠看出牛頓的小人心理。他們還說，牛頓在以上所列舉的三樁公案中道德低下的表現(xiàn)并不是偶然的。牛頓是一個遺腹子，出生不久，母親改嫁，由外祖母撫養(yǎng)，從小沒爹也沒娘，據(jù)此推斷，他一定是心理受到嚴(yán)重扭曲、孤寂、好斗。

從1669年27歲時出任劍橋大學(xué)盧卡斯教授起，牛頓就沉湎于煉金術(shù)和神學(xué)。在牛頓遺留下的手稿中，有關(guān)煉金術(shù)的內(nèi)容約有65萬字之多，而神學(xué)內(nèi)容的有 150萬字之多。即使是在他寫作《原理》和《光學(xué)》的時候，他的主要精力仍然集中在煉金術(shù)和神學(xué)上。據(jù)說，牛頓為了解決行星的“第一推動力”問題，在毫無辦法的情況下，竟轉(zhuǎn)而求助于神學(xué)和上帝，他大量閱讀、研究神學(xué)，希望能夠解決這個困擾他終生的問題。攻擊牛頓者說，牛頓的晚年迷戀于多賺錢上。他們指出，曾有人推薦牛頓去擔(dān)任倫敦的一所貴族的上流學(xué)校的校長，他回信說“每年不過是200英鎊，還得每天關(guān)在倫敦不出去”為理由回絕了。1696年他離開劍橋出任造幣廠督辦，1699年出任造幣廠廠長，他如愿以償，從此他在科學(xué)上便無所作為了。

“倒牛頓者”指出，1692 年，50歲的牛頓表現(xiàn)出嚴(yán)重的心理疾病、嚴(yán)重的迫害狂、明顯的精神錯亂。他們的證據(jù)是：1693年9月16日，牛頓曾給哲學(xué)家洛克回信時說：“ 先生：我認(rèn)為你竭力用女人和別的手段來糾纏我，我的感情大受影響，以致當(dāng)有人告訴我你有病，將不能活時，我回答說，最好你死掉�！�…” 因此，他們認(rèn)為牛頓患了嚴(yán)重的精神分裂癥，他們推測說，大概和牛頓迷戀煉金術(shù)有關(guān)，因為煉金術(shù)的書籍中多處提到了水銀，牛頓一定是因為每天與水銀打交道，而導(dǎo)致水銀中毒，從而引發(fā)了嚴(yán)重的心理疾病、嚴(yán)重的迫害狂和嚴(yán)重的精神分裂癥。

也有很多人對此持相反意見，他們認(rèn)為，牛頓晚年身體健康，頭腦清楚，寫了很多研究文章，活了八十四歲，在當(dāng)時是罕有的長壽老人，假如他嚴(yán)重水銀中毒，再加上這么多心理、精神疾病，絕不會成為當(dāng)時少有的長壽老人的。 關(guān)于牛頓晚年患嚴(yán)重精神病的說法，后來曾見于一些名人的言論中。

與哥特夫瑞德.萊布尼茨的爭論

萊布尼茨和牛頓各自獨立地發(fā)展了稱作微積分的數(shù)學(xué)分支，他是大部分近代物理的基礎(chǔ)。雖然我們現(xiàn)在知道，牛頓發(fā)現(xiàn)微積分比萊布尼茨要早若干年，可是他比萊布尼茨很晚才出版他的著作。于是發(fā)生了關(guān)于誰是第一個發(fā)現(xiàn)者的大爭吵，科學(xué)家激烈的為雙方辯護(hù)。然而值得注意的是，大多數(shù)為牛頓辯護(hù)的文章均出自牛頓本人之手，只是以他朋友的名義出版。當(dāng)爭論日趨激烈時，萊布尼茨犯了向皇家學(xué)會起訴來解決爭端的錯誤。牛頓作為其主席，指定一個清一色的又牛頓朋友組成的“公正的”委員會來查審此案。更有甚者，牛頓后來自己寫了一個委員會報告，并讓皇家學(xué)會為自己出版，正式譴責(zé)萊布尼茨的“剽竊行為”。即便如此牛頓心猶未足，他又在皇家學(xué)會的雜志上寫了一篇匿名的關(guān)于該報告的回顧。據(jù)報告萊布尼茨死后牛頓揚(yáng)言他為“傷透了萊布尼茨的心”而洋洋得意。