牛顿

作者: 王军_3d94 | 来源:发表于2019-05-16 07:49 被阅读5次

    幼年时代

            牛顿生于1642年的圣诞节早晨,也许从降生的那一刻起,就注定了他要离群索居的命运。由于早产的缘故,他十分瘦小,大家认为他活不长久。他的父亲在他出生前几个月就去世了,母亲对这个遗腹子非常厌恶,牛顿三岁的时候,母亲就抛弃了他转而组建了新的家庭。国家环境方面,内战夺去了英国1/10的男性生命,宗教动荡,黑死病爆发。在那个动荡的年代,牛顿渴望一种“必然”,他做的一切都是为了找到它,为了找到真相。

            牛顿幼年有写日记的习惯,因为受宗教的影响,期初他的日记中记录的都是对自己所作所为的忏悔,希望上帝原谅自己的过错,甚至于玩水,抓老鼠这种事都必须去记录并忏悔。之后牛顿的日记显现出儿童不该有的阴暗面,他唾弃自己的家庭,甚至于想用大火烧了房子。他变得有极端的强迫症,抑郁症,只相信自己并且独立思考。他最反感受别人的领导,只相信自己可以证明的。

          少年时

            牛顿便由外祖母抚养。11岁时,母亲的后夫去世,牛顿才回到了母亲身边。大约从5岁开始,牛顿被送到公立学校读书,12岁时进入中学。

            少年时的牛顿并不是神童,他资质平常,成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。

            药剂师的房子附近正建造风车,小牛顿把风车的机械原理摸透后,自己也制造了一架小风车。推动他的风车转动的,不是风,而是动物。他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上,然后在轮子的前面放上一粒玉米,刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不断的跑动,于是轮子不停的转动。他还制造了一个小水钟。每天早晨,小水种会自动滴水到他的脸上,催他起床。

          后来,迫于生活,母亲让牛顿停学在家务农。但牛顿对务农并不感兴趣,一有机会便埋首书卷。每次,母亲叫他同她的佣人一道上市场,熟悉做交易的生意经时,他便恳求佣人一个人上街,自己则躲在树丛后看书。

            有一次,牛顿的舅父起了疑心,就跟踪牛顿上市镇去,他发现他的外甥伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学。牛顿又重新回到了学校,如饥似渴地汲取着书本上的营养。

    求学岁月

    牛顿19岁时进入剑桥大学,成为三一学院的减费生,靠为学院做杂务的收入支付学费。在这里,牛顿开始接触到大量自然科学著作,经常参加学院举办的各类讲座,包括地理、物理、天文和数学。牛顿的第一任教授伊萨克·巴罗是个博学多才的学者。

            这位学者独具慧眼,看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识,包括计算曲线图形面积的方法,全部传授给牛顿,并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。后来,牛顿在回忆时说道:“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程,也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。”

            当时,牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几里德的《几何原本》、笛卡儿的《几何学》、沃利斯的《无穷算术》、巴罗的《数学讲义》及韦达等许多数学家的著作。其中,对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》,它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿——解析几何与微积分。1664年,牛顿被选为巴罗的助手,第二年,剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。

          正当牛顿准备留校继续深造时,严重的鼠疫席卷了英国,剑桥大学因此而关闭,牛顿离校返乡。家乡安静的环境使得他的思想展翅飞翔,以整个宇宙作为其藩篱。这短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月,他的三大成就:微积分、万有引力、光学分析的思想就是在这时孕育成形的。可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生大多数科学创造的蓝图。

    青年时代

            天才总是怪异的,牛顿的母亲希望他以后可以成为一位地产管理者,这显然太屈才了。只有他的舅舅发现了他超凡的天赋,他的天才决不允许偏离轨道。不久以后,他进入了剑桥大学的三一学院的自然哲学系,一个研究物理世界的学科。当时的科学并没有受到一点点该有的重视,没有理学学位的概念,更没有自然相关的职业,可以说科学毫无建树。教授们还在说亚里士多德的那一套,比如:“重力”和“浮力”。然而牛顿已经准备好了,他想要挑战2000年以来的科学正统,他相信自己是被命运选择来改变自然哲学的人。

    亚里士多德

            在他21岁时,牛顿为自己设计了一套课程,称为“确定的哲学原理”,研究其中的45个课题,成为他毕生的奋斗:时间的永恒,太阳,恒星,行星,彗星,空气,原子和密度,真空,反射,电磁,光,颜色,温度,重力与浮力,视觉。牛顿不惜冒着失明的风险,研究太阳光的视觉残留效应。在黑死病爆发的1665年,牛顿回家乡隐居,他变得更加的离群索居,然而在那个时期,伟大的数学工具——微积分被发明出来了。可以说微积分已经成为现代科学中处理变量的最优方法。

    9微积分

    微积分的发明并没有让牛顿止步,很快他开展了新的研究,这一次,是有关光学的。为了验证笛卡尔书中几个关于颜色的实验,回家后他拿出了市场上购买的三棱镜,将太阳光通过在墙壁上预先设置好的小孔,研究太阳光的性质。在宗教盛行的那个时代,太阳所产生的白光象征着宇宙中最纯净的能量,是上帝力量的象征。然而牛顿要证明的是白光并非纯洁无瑕,它是一种混合体。牛顿用简易而明显的证明,打破了当时公众最基本的认知。

    光的色散

            对于光的色散的研究并没有满足他对未知的探索,牛顿也对这项研究可能带来的声誉和褒奖漠不关心。得益于对光的研究,牛顿改进了当时的直筒式望远镜,他利用反射镜片的方法,将望远镜的体积和长度大大缩短了,他的这项发明很快应用到了航海上。

            反射式望远镜的发明让牛顿名声大噪,终于,在1671年,伊萨克·巴罗,这位牛顿的数学导师,终于为牛顿争取到当时世界首屈一指的科学机构的认可,英国皇家学会至此,牛顿开始了他史诗般的人生。

            随着科学声誉的提高,牛顿的政治地位也得到了提升。1689年,他被当选为国会中的大学代表。作为国会议员,牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对以他为代表的领域的厌恶。同时,他的大量的时间花费在了和同时代的著名科学家如胡克、莱布尼兹等进行科学优先权的争论上。

    晚年时光:

            晚年的牛顿在伦敦过着堂皇的生活,1705年他被安妮女王封为贵族。此时的牛顿非常富有,被普遍认为是生存着的最伟大的科学家。他担任英国皇家学会会长,在他任职的二十四年时间里,他以铁拳统治着学会。没有他的同意,任何人都不能被选举。

            晚年的牛顿开始致力于对神学的研究,他否定哲学的指导作用,虔诚地相信上帝,埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时,竟提出了“神的第一推动力”的谬论。他说“上帝统治万物,我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。

            1727年3月20日,伟大艾萨克·牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样,他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着: 让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在。

    趣闻轶事一

          1667年复活节后不久,牛顿返回到剑桥大学,10月被选为三一学院初级院委,翌年获得硕士学位,同时成为高级院委。1669年,巴罗为了提携牛顿而辞去了教授之职,26岁的牛顿晋升为数学教授。巴罗让贤,在科学史上一直被传为佳话。

            牛顿并不善于教学,他在讲授新近发现的微积分时,学生都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力,他却远远超过了常人。还是学生时,牛顿就发现了一种计算无限量的方法。他用这个秘密的方法,算出了双曲面积到二百五十位数。

            他曾经高价买下了一个棱镜,并把它作为科学研究的工具,用它试验了白光分解为的有颜色的光。开始,他并不愿意发表他的观察所得,他的发现都只是一种个人的消遣,为的是使自己在寂静的书斋中解闷。他独自遨游于自己所创造的超级世界里。后来,在好友哈雷的竭力劝说下,才勉强同意出版他的手稿,才有划时代巨著《自然哲学的数学原理》的问世。

    趣闻轶事二、

            作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜带不系好,马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有一次,他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的把它当成通烟斗的通条,硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。牛顿也因此终生未娶。

            牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事,结果作出了科学史上一个个重要的发现。他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一只怀表。

            还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准备好时,牛顿突然想到一个问题,便独自进了内室,朋友等了他好久还是不见他出来,于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨头留在盘子,不告而别了。等牛顿想起,出来后,发现了盘子里的骨头,以为自己已经吃过了,便转身又进了内室,继续研究他的问题。

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