伊薩克·牛頓 - 生平簡介
牛頓出生于英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯普。在牛頓出生之前三個月,他的父親就去世了,兩年之後他的母親改嫁他人,把牛頓留給了他的祖母。牛頓的天才很早就展現(xiàn)出來。
牛頓最開始在鄉(xiāng)村學(xué)校讀書,12歲的時候離家到格蘭瑟文法學(xué)校就讀。在格蘭瑟他寄宿在當?shù)氐囊粋藥劑師家中并最終和這名藥劑師的繼女訂了婚。
1661年牛頓中學(xué)畢業(yè),考入英國劍橋大學(xué)三一學(xué)院。在大學(xué)期間,由于他中學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)好,再加上自己刻苦鉆研,他的學(xué)習(xí)突飛猛進,深受導(dǎo)師的喜愛,導(dǎo)師將自己的專長,毫無保留地傳授給了他。
1665年牛頓大學(xué)畢業(yè),獲得學(xué)士學(xué)位,留校做研究工作。從此開始了他的科學(xué)生涯。
1665年秋,倫敦發(fā)生了可怕的瘟疫,劍橋大學(xué)關(guān)門,牛頓回到了家鄉(xiāng)。在家鄉(xiāng)的十八個月,可以說是牛頓一生中最重要的時期,幾乎他所有最重要的成就都在這個時期奠定了基礎(chǔ)。牛頓研究蘋果落地的故事,就發(fā)生在這期間。
瘟疫過后,牛頓回到劍橋大學(xué)。1668年他取得碩士學(xué)位。1669年,他的導(dǎo)師巴羅博士辭職,并積極推薦他接替了數(shù)學(xué)教授的職位。他從這年開始,就成為全劍橋大學(xué)公認的大數(shù)學(xué)家,還被選為三一學(xué)院管理委員會成員。
牛頓在劍橋大學(xué)從事教學(xué)和科研工作,長達三十年之久。這三十年是他刻苦鉆研的三十年,為了科學(xué)研究,他的絕大部分時間都是在實驗室里度過的,有時為了檢驗一個設(shè)想,他嘔心瀝血、通宵達旦,直到有了結(jié)果才罷休。牛頓的淵博學(xué)識和輝煌的科學(xué)成就,都是在劍橋取得的。
1672年牛頓當選為英國倫敦皇家學(xué)會會員。
1689年當選為英國國會議員。
1696年因病離開劍橋大學(xué),到皇家造幣廠當監(jiān)督,1699年出任造幣廠廠長,同時被選為法國科學(xué)院八個外國委員之一。
1703年他當選為皇家學(xué)會會長,以后每年都連任,直到去世。1705年英國女皇授予他爵士稱號!
1727年3月20日,牛頓因病在倫敦逝世,終年85歲。因為他一生對國家的貢獻,逝世后被葬于威斯敏斯特教堂的墓地。
伊薩克·牛頓 - 科學(xué)貢獻
恩格斯曾對牛頓做了高度的評價:“牛頓由于發(fā)明了萬有引力定律而創(chuàng)立了科學(xué)的天文學(xué),由于進行了光的分解而創(chuàng)立了科學(xué)的光學(xué),由于創(chuàng)立了二項式定理和無限理論而創(chuàng)立了科學(xué)的數(shù)學(xué),由于認識了力的本性而創(chuàng)立了科學(xué)的力學(xué)。”
對光學(xué)的三大貢獻
在牛頓以前,墨子、培根、達·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,也象伽利略、笛卡爾等前輩一樣,用極大的興趣和熱情對光學(xué)進行研究。1666年,牛頓在家休假期間,得到了三棱鏡,他用來進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。
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)是為了改進折射望遠鏡。牛頓由于發(fā)現(xiàn)了白光的組成,認為折射望遠鏡透鏡的色散現(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)備并且作精細實驗。為了制造望遠鏡,他自己設(shè)計了研磨拋光機,實驗各種研磨材料。公元1668年,他制成了第一架反射望遠鏡樣機,這是第二大貢獻。公元1671年,牛頓把經(jīng)過改進得反射望遠鏡獻給了皇家學(xué)會,牛頓名聲大震,并被選為皇家學(xué)會會員。反射望遠鏡的發(fā)明奠定了現(xiàn)代大型光學(xué)天文望遠鏡的基礎(chǔ)。
同時,牛頓還進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。
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)家嚴肅認真的考慮過這個問題。比如開普勒就認識到,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。
伊薩克·牛頓 - 主要著作
1、流數(shù)法(1671年)
2、自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理(1687年)
3、光學(xué)(1704年)
伊薩克·牛頓 - 名人名言
⑴I don’t know what I may seem to the world,but,as to myself,I seem to have been only like a boy playing on the sea shore,and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary,whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me.--------Newton
譯成中文: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)。
---------牛頓
⑵ If I can see a bit farther than some others, it is because I am standing on the shoulders of giants.
-- Newton
譯成中文:如果說我比別人看得更遠些,那是因為我站在了巨人的肩上.
——牛頓
伊薩克·牛頓 - 名人秩事
牛頓與蘋果的故事長期以來,牛頓認為,一定有一種神秘的力存在,是這種無形的力拉著太陽系中的行星圍繞太陽旋轉(zhuǎn).但是,這到底是怎樣的一種力呢
直到有一天,當牛頓在花園的蘋果樹下思索,一個蘋果落到他的腳邊時,牛頓終于獲得了頓悟,他的問題也逐漸被解決了.
傳說1665年秋季,牛頓坐在自家院中的蘋果樹下苦思著行星繞日運動的原因.這時,一只蘋果恰巧落下來,它落在牛頓的腳邊.這是一個發(fā)現(xiàn)的瞬間,這次蘋果下落與以往無數(shù)次蘋果下落不同,國為它引起了牛頓的注意.牛頓從蘋果落地這一理所當然的現(xiàn)象中找到了蘋果下落的原因——引力的作用,這種來自地球的無形的力拉著蘋果下落,正像地球拉著月球,使月球圍繞地球運動一樣.
這個故事?lián)f是由牛頓的外甥女巴爾頓夫人告訴法國哲學(xué)家,作家伏爾泰之后流傳起來的.伏爾泰將它寫入《牛頓哲學(xué)原理》一書中.牛頓家鄉(xiāng)的這棵蘋果樹后來被移植到劍橋大學(xué)中.
牛頓去世后,他被當作發(fā)現(xiàn)宇宙規(guī)律的英雄人物繼而被賦予傳奇色彩,牛頓與蘋果的故事更是廣為流傳.但是事實是否如此卻無從找到其他史料加以考證。