
牛顿是科学家。
牛顿是最有影响的科学家之一,被誉为“物理学之父”,他是经典力学基础的牛顿运动定律的建立者。
艾萨克·牛顿,爵士,英国皇家学会会长,英国著名的物理学家、数学家,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。
一、人物生平:
1、少年时代:
艾萨克·牛顿出生于英格兰林肯郡乡下的一个小村落伍尔索普村的伍尔索普(Woolsthorpe)庄园。
少年时的牛顿并不是神童,他成绩一般,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。
2、学生时代:
牛顿在中学时代学习成绩很出众,爱好读书,对自然现象有好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类地记读书笔记,又喜欢别出心裁地做些小工具、小技巧、小发明、小试验。
1661年6月3日,他进入了剑桥大学的三一学院。在那时,该学院的教学基于亚里士多德的学说,但牛顿更喜欢阅读一些笛卡尔等现代哲学家以及伽利略、哥白尼和开普勒等天文学家更先进的思想。
1665年,他发现了广义二项式定理,并开始发展一套新的数学理论,也就是后来为世人所熟知的微积分学。在1665年,牛顿获得了学位,而大学为了预防伦敦大瘟疫而关闭了。在此后两年里,牛顿在家中继续研究微积分学、光学和万有引力定律。
3、政治生涯:
1669年,被授予卢卡斯数学教授席位。
1689年,他当选为国会议员。牛顿在1689年到1690年和1701年是皇家科学院的成员,在1703年成为皇家学会会长,并任职24年之久,在历任会长中仅次于约瑟夫·班克斯,同时也是法国科学院的会员。
1696年,牛顿通过了当时的财政大臣查尔斯·孟塔古的提携迁到了伦敦作皇家铸币厂的监管,一直到去世。
1705年,牛顿被安妮女王封为爵士。
4、与世长辞:
1727年3月31日(格兰历),伟大的艾萨克·牛顿逝世,与很多杰出的英国人一样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。
二、主要成就:
1、力学成就:
1679年,牛顿重新回到力学的研究中:引力及其对行星轨道的作用、开普勒的行星运动定律、与胡克和弗拉姆斯蒂德在力学上的讨论。他将自己的成果归结在《物体在轨道中之运动》(1684年)一书中,该书中包含有初步的、后来在《原理》中形成的运动定律。
2、数学成就:
在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究做出了贡献。
3、光学成就:
在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。
4、热学成就:
牛顿确定了冷却定律,即当物体表面与周围有温差时,单位时间内从单位面积上散失的热量与这一温差成正比。
5、天文成就:
牛顿1672年创制了反射望远镜。他用质点间的万有引力证明,密度呈球对称的球体对外的引力都可以用同质量的质点放在中心的位置来代替。
他还用万有引力原理说明潮汐的各种现象,指出潮汐的大小不但同月球的位相有关,而且同太阳的方位有关。牛顿预言地球不是正球体。岁差就是由于太阳对赤道突出部分的摄动造成的。
6、哲学成就:
牛顿的哲学思想基本属于自发的唯物主义,他承认时间、空间的客观存在。如同历史上一切伟大人物一样,牛顿虽然对人类作出了巨大的贡献,但他也不能不受时代的限制。《自然哲学的数学原理》牛顿最重要的著作,1687年出版。该书总结了他一生中许多重要发现和研究成果。
牛顿,伟大的英国物理学家,1642年12月25日生于林肯郡伍尔索普村的一个农民家庭.12岁他在格兰撒姆的公立学校读书时,就表现了对实验和机械发明的兴趣,自己动手制作了水钟、风磨和日晷等.1661年,牛顿就读于剑桥大学的三一学院,成了一名优秀学生.1669年,年仅27岁,就担任了剑桥的数学教授.1672年当选为英国皇家学会会员.
1685~1687年,在天文学家哈雷的鼓励和赞助下,牛顿发表了著名的《自然哲学的数学原理》,完成了具有历史意义的发现——运动定律和万有引力定律,对近代自然科学的发展,作出了重大贡献.1703年,当选为英国皇家学会会长.1727年3月27日,逝世于伦敦郊外的一个小村落里.
牛顿不仅对于力学,在其他方面也有很大贡献.在数学方面,他发现了二项式定理,创立了微积分学;在光学方面,进行了太阳光的色散实验,证明了白光是由单色光复合而成的,研究了颜色的理论,还发明了反射望远镜.
牛顿是西方科学史上最具影响力的科学家。当他来到这个世界时,物理界还处于混沌无知的状态,而当他离开这个世界的时候,由于他的贡献,我们才知道世界受非常精确的数学规律所支配。当他还在世时,就被认为是超凡智慧的科学英雄,历时三百多年而从未改变。进入20世纪,科学家们开始向最微小的粒子——原子进军时,牛顿定律的有效性才开始被质疑。
1642年的圣诞节,艾萨克·牛顿出生在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个农家庭里。牛顿是个早产儿,出生时非常瘦小,“甚至可以放进1夸脱(美国的重量单位,约0.946升)的水壶里”。天生羸弱的牛顿让家人一度为他担忧,谁也不会料到这个孩子长大后非常健康,且活到了与中国古代孟子一样的高龄,84岁。牛顿是一个遗腹了,父亲在他出生三个月前就去世了,当他长到18个月的时候,母亲改嫁给了一个富有的牧师,并搬到威瑟姆附近居住,把还不到两岁的牛顿交给了外婆抚养。
自幼遭母遗弃的牛顿性格极为孤僻,据说他小时候曾扬言要烧死继父和母亲,把他们的房了烧得一干二净。长大之后的牛顿性格敏感内向,沉默寡言,且易怒易躁,是一个难以相处的人。
12岁时,牛顿进了离家不远的格兰瑟姆中学读书。少时的他并不像多数科学家小时候那样有超常的天赋,而是显得资质平平,毫不显眼。后来发生了一件事,成为了他生命的转折点。有一天,一个极为蔑视牛顿的同学用拳头向他威逼挑衅,年少的牛顿一时恼怒,奋起反抗,把强大的对手打得落花流水,狼狈不堪。此后,牛顿暗下决心,要在学习上压倒那个自命不凡的家伙。从此他把全部精力都用在了学习上,成绩更是节节攀升。就在他找到学习乐趣的时候,牛顿对科学产生了浓厚的兴趣。据说他还自己动手,制作了木钟和能在空中飞行的灯。
19岁时,牛顿在老师的推荐下,以减费生的身份进入剑桥大学三一学院。从步入大学的第一天,牛顿就把功课搁置在了一旁,而是埋头于自己的研究。结果功课尽为荒废,考试时几乎没有一门及格。这使得他的老师恼怒不已,但此时的牛顿已独自摸索到了科学的最前沿。就连刚刚传人英国的法国科学家笛卡尔的革新性数学和科学理论,牛顿对此也早已了然于心,甚至已经开始了更深层的开拓。
1665年夏天,一场空前的鼠疫席卷了伦敦,牛顿被迫离校返乡,在家整整修养了两年。这段短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月。在此期间,牛顿以旺盛的精力从事科学研究。他划时代的成就:万有引力与三大运动定律、微积分、光学分析的思想都是在这时开始孕育成形的。可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生重大科学创造的蓝图。
1667年复活节后不久,牛顿返回到剑桥大学,翌年3月16日获得硕士学位。1669年10月,年仅26岁的牛顿晋升为数学教授,并担任卢卡斯讲座的教授。尽管牛顿拥有前无古人的科研成果,但他从不张扬。只有在受到其他科学家的挑战,或是先于他发表类似理论时,他才会将自己的理论学说公布与众。
低调的科研态度是牛顿的高贵之处,但有时也会给他带来麻烦。在他延迟出版微积分论著的三十年间,德国数学家莱布尼茨也发表了自己的独立研究。于是,关于谁是微积分的创建者的争论在数学界掀起了一场轩然大波,为此两人闹得不可开交,最终皇家科学院只得出面调停。1684年牛顿在万有引力定律和三大运动定律发表之后,类似的事件再次发生。这次争论的对手罗伯特·胡克,他宣称自己早已提出平方反比定律,并解决了天体的运动问题。他所说的也确属事实,但限于自身数学水平的局限,无法说明其中机理,最终还是失去竞争机会。
在这些争论中,牛顿终于吸取了教训。1686年,他总结了自己在力学上的研究成果写成了著名的《自然哲学的数学原理》一书,这在科学发展史上具有划时代意义。翌年这部著作出版以后,牛顿成了家喻户晓的科学巨星,众多年轻的科研者云集到他的周围,其中有一位来自瑞士的年轻女士法蒂奥·德·迪勒。据说牛顿爱上了这位才华横溢的法蒂奥,以至于三年后她离开伦敦回国后,牛顿很长时间都处在心烦意乱之中,无法集中精力工作。
牛顿不但是经典力学理论的集大成者,还是近代光学的奠基人。他发现了光的色散现象,改进了天文望远镜。新改良的“牛顿式”望远镜不仅在性能上提高了数倍,还有效地避免了色散问题。
晚年的牛顿面对无法解释的问题陷入了迷茫,从而开始致力于对神学的研究,最终把难以解释的天体运动,归咎于“神的第一推动力”,此后,牛顿再也没有新的成果问世。1727年3月20日,艾萨克·牛顿逝世,他的遗体被安放在英国伦敦威斯敏斯特大教堂,人们像安葬一位深受国民爱戴的国王一样为他举行了隆重的葬礼,以纪念他在科学上作出的伟大贡献。