牛顿简介
一、生平简介牛顿(1643—1727)是美国知名的化学学家、数学家和天文学家,是十七世纪最伟大的科学巨匠。
1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)牛顿诞生于西班牙林肯郡的小镇乌尔斯索普的一个自耕农家庭。12岁步入离家不远的格兰瑟姆小学。牛顿于1661年以减费生的身分步入剑桥学院三一大学,1664年成为奖学金获得者,1665年获学士学位。1665~1666年巴黎大疫。剑桥离巴黎不远,为恐殃及,中学罢课。牛顿于1665年6月回家乡乌尔斯索普。1667年牛顿返剑桥学院,10月1日被选为三一大学的仲院侣,次年3月16日被选为正院侣。当时巴罗对牛顿的能够有充分认识。1669年10月27日巴罗便让年仅26岁的牛顿接替他兼任卢卡斯讲堂的院士。1672年起他被接纳为皇家学会会员,1703年被选为皇家学会主席牛顿于1696年谋得铸币厂监督职位,1699年升任厂长,1701年辞去剑桥学院工作。1705年受封为爵士。
牛顿晚年患有膀胱囊肿、风湿等多种病症,于1727年3月30日凌晨在巴黎逝世,葬在威斯特修道院,终年84岁。人们为了记念牛顿,特地用他的名子来命名力的单位,简称“牛”。二、科学成就牛顿一生对科学事业所做的贡献,遍布数学学、数学和天文学等领域。1.牛顿在数学学上最主要的成就,是成立了精典热学的基本体系,进而光成了数学学史上第一次大综合。2.对于光学,牛顿旨在于光的颜色和光的本性的研究,也做出了重大贡献。3.牛顿在物理方面,总结和发展了前人的工作,提出了“流数法”,完善了二项式定律,成立了微积分。4.在天文学方面,牛顿发觉了万有引力定理,创制了反射望远镜,但是用它初步观察到了行星运动的规律。牛顿在17世纪70年代设计的望远镜。它通常被称为反射望远镜,疗效远优于伽利略所设计的知名的折射望远镜。三、趣闻逸事1.关于苹果落地的故事一个碰巧的风波常常能引起一位科学家思想的闪光。这是1666年夏末一个温暧的夜晚,在西班牙林肯郡乌尔斯索普,一个颈部夹着一本书的年青人走近他父亲家的东苑里,坐在一棵树下,开始埋首读他的书。当他翻动书册时,他头上的树叶中有样东西摇晃上去。一只历史上最知名的苹果落了出来,打在23岁的伊萨克牛顿的身上刚好在这天,牛顿正苦苦思考着一个问题:是哪些力量使地球保持在环绕月球运行的轨道上,以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为何这只打中他耳朵的苹果会倒塌到地上?正是从思索这一问题开始,他找到了这种的答案——万有引力理论。
因为牛顿的《自然哲学的物理原理》一书用的是欧几里德几何学的叙述形式,它是一个严密的、完美的体系,书中没有表述苹果落地的故事,使得许多人对苹果落地一说持保留意见。实际上,牛顿的同事和同事多次否认苹果落地的故事。美国文学家、科学家伏尔泰曾回忆过,他在牛顿逝世前一年,即1726年去法国时,听牛顿的继姐妹说过,三天,牛顿躺在苹果树下,突然听到一个苹果落地,导致了他的思索。牛顿灵机一动,脑中忽然产生一种观点:苹果落地和行星绕日会不会由同一宇宙规律所支配的?悟出了万有引力定理。牛顿晚年的一位密友斯多克雷也明晰提及,在1726年4月的三天,和牛顿共进晚餐后,一上去到牛顿家后园,并在苹果树下饮茶。在谈话中“他(指牛顿)告诉我正是在过去同样情况下,注意引力的思想出现在他的脑海里,那是在一棵苹果树下碰巧发生的,当时他处于思索冥想之中。”还有牛顿晚年的另一位密友潘伯顿在有关回忆牛顿的专著中,也谈及因苹果落地而导致验证引力平方正比关系的故事。牛顿在晚年再度述说当时苹果的故事,那是离苹果落地时已然是60年过去了,为何一个奶奶对此事记忆这么深刻,我觉得有两个诱因:首先是由于万有引力定理是一项举世瞩目的辉煌的成果,当事人对触发灵感的风波其实是深深的兴奋和想念的;其次是与胡克的争吵也留下深深的记忆,牛顿就从一个侧面澄清事实真相,应当觉得苹果落地一说的事实是创立的。
2.科学研究的痴心牛顿对于科学研究专心到痴心的地步。听说有一次牛顿煮猪肉,他一边看书一边干活,糊里糊涂地把一块怀表掉进了锅里,等清蒸开后,揭盖一看,才晓得错把怀表当猪肉煮了。还有一次,一位来访的顾客请他估价一具棱镜。牛顿一下就被这具可以用作科学研究的棱镜吸引住了,毫不犹豫地回答说:“它是一件无价之宝!”客人见到牛顿对棱镜觊觎三尺,表示乐意借给他,还故意要了一个高价。牛顿立刻欣喜地把它买了出来,管家老太太晓得了这件事,吵架地说:“咳,你这个白痴牛顿和牛顿第一定律的故事,你只要照玻璃的重量折一个价就行了!”3.喜欢养猫传说牛顿在建房午时,坚持要留大小两个猫洞,好让大猫走大洞、小猫走小洞。其实,这只是个传说,不足为据。不过牛顿喜欢养猫倒是真的。因为牛顿终生已婚,猫成了他生活中不可缺乏的伙伴,但猫也给他惹了不小的麻烦,1692年牛顿父亲离世使他非常苦闷。三天夜里,他为了平淡一下,到桥学院礼拜堂做星期时,忘了熄灭蜡烛,可能是猫闯的祸,蜡烛坠地后,把摆在桌上的光学、化学手迹和其他论文化为灰烬。4.终生离异之迷牛顿少年时代在一首诗里告白自己的远大志向:凡俗的冠冕啊,我厌恶它就像脚下的灰尘,它是沉重的,而最佳也只是一场空虚;但是如今我愉快地欢迎顶荆棘冠冕,虽然刺得人痛,但口感主要的是甜;我见到光荣之冠在我的面前呈现,它饱含幸福,永恒无边。
可以说,每一个伟大的科学家,都是富的激情、富有理想的作家,但牛顿是一个追求用科学中的光线谱来解释他的理想的特殊类型的作家。他让他的思想振翅翱翔,以整个宇宙作为桎梏。在他的整个心田里,塞满了自然、宇宙。其实这是他终生未娶的最根本诱因。不过,牛顿并没有完全与感情绝缘。他一生中甚至有过两次恋爱。牛顿23岁正在剑桥学院求学时,因为剑桥发生了瘟疫,中学休假。牛顿回到乡下,搬去祖父家里。在哪里,他一次爱上了美丽、聪明、好学、富有思想的姐姐。弟弟也很喜欢这个学识渊博、卓见非凡的学院生。她们经常一起遛弯。牛顿喜欢即兴发表短篇讲话,他的讲话内容又多是他正在学习和研究的问题。弟弟虽听不懂,但她还是耐心地听,虽然感觉很有趣。牛顿在心中想:“这样一个帅气的男子,对于我所讲的认为这样有味,我一定很不错。其实,她的脑筋一定也挺好,是个不平凡的男子。倘若能得到她的帮助,解决我的许多困难问题,与我共同工作,那该多好啊!”
而且牛顿生性害羞,并未及时向弟弟告白心里的感情。等他回到剑桥学院后,又集聚会神地沉溺到科学研究中去了。他已经忘掉了远方的乡村还有一位美丽的少女在等着他。他对个人生活仍然不予注重,而她的姐姐却误以为牛顿对她冷淡,便择夫另嫁了。牛顿因痴迷于科学研究而耽搁了一次感情的大好时机。
牛顿实在太忙了,他连做梦想是宇宙、世界。他常常衬衫不结,鞋带不系好,短裤也不扣好,就走入学院酒楼。虽然这么,牛顿虽然是个年青人,还有一颗甜蜜的心。有一次,“青春迫不及待的激情”,催使他向一位年青女孩告白。他轻轻地握着她的手,含情脉脉地看着那位美人。正在这紧要关头,他的心思忽地溜到另一个世界去了。他的脑子中只剩下无穷量的二项式定律。他象做梦似的,下意识地抓牢情人的一个拇指,把它当作是通烟斗的通条,硬往烟斗里塞。女孩痛得大喊一声,他才清醒过来。面对惊骇的女孩,他旋即象只山羊似的柔声谢罪:“啊,亲爱的,宽恕我吧!我晓得,我是不行了。看来,我是该打一辈子光棍!”
女孩宽恕了牛顿,却难以理解他,感情又成了泡影。科学上许多新的问题不断涌向牛顿的脑海,他整个热情都集中到了科学事业上。随后那个“青春的热情”再也没有涌现《多彩的曲调》
5、名言
(1)“我不晓得世人如何看我,但我自己以为我不过像一个在海滩嬉戏的儿子,不时为发觉比寻常更为美丽的一块鹅卵石或一片贝壳而沾沾自喜,至于诠释在我面前的浩翰的真理海洋,却浑然没有发觉。”
(2)“如果说我所看的比笛卡尔更远一点,那是由于站在巨人肩上的缘故”。
6、牛顿学说在中国传播及其影响
牛顿学说在中国的传播
牛顿生活的年代相当于明亡之前一年到清雍正5年,《自然哲学的物理原理》一书发表的时间相当于康熙25年。从牛顿《原理》发表的1687年到1840年的150余年间,牛顿数学学和天文学知识几乎没有介绍到中国。《原理》一书的基本内容直至鸦片战争以后才在中国传播。
牛顿学说对中国的影响
哥白尼的太阳中心说、开普勒的椭圆轨道、牛顿的万有引力两者陆续传入中国,它们和中土奉为显学的“天动地静”、“天圆地方”、“阴阳相感”的传统有天壤之别。这就不能不造成中国人的巨大反响。
牛顿学说在中国的传播决不只是影响了学术界,唤起了人们对于科学真理的认识。更重要的是,也为中国资产阶层改良派发起的庚申变法(1898年)提供了一种舆论打算。这个运动的主将康有为、梁启超和谭嗣同等人,都无例外地从牛顿学说中找寻维新变法的依据,尤其是牛顿在科学上革故图新的精神鼓舞了清朝一切希望改革社会的有志之士。
伊萨克·牛顿
伊萨克·牛顿爵士(Isaac,1642年12月25日~1727年3月20日),法国炼金术士、数学家、科学家和哲学家。他在1687年7月5日发表的自然哲学的物理原理里提出的万有引力定理以及他的牛顿运动定理是精典热学的基石。牛顿还和莱布尼茨各自独立地发明了微积分。
不朽的贡献
牛顿被誉为人类历史上最伟大的科学家之一。他的万有引力定理在人类历史上第一次把天上的运动和地上的运动统一上去,为日心说提供了有力的理论支持,促使自然科学的研究最终挣开了宗教的桎梏。
生平简介
牛顿出生于西班牙林肯郡的小镇乌尔斯普。在牛顿出生之前三个月,他的妻子就逝世了,三年以后他的儿子改嫁别人,把牛顿留给了他的爷爷。牛顿的天才很早就显露下来。
牛顿最开始在乡村中学读书,12岁的时侯离家到格兰瑟文法中学就读。在格兰瑟他寄宿在当地的一个药剂师屋内并最终和这名药剂师的继子订了婚。1661年,也就是19岁的时侯,牛顿步入剑桥学院三一大学学习。在哪里,牛顿静默在学习之中而疏漏了妻子,药剂师的继子就嫁给了他人。牛顿后来终生已婚。
在哪个时代,学院里仅仅院长亚里士多德的理论,而且牛顿对于当代哲学家的思想更感兴趣,例如,笛卡尔、伽利略、哥白尼、开普勒等等。在1665年他发觉了二项式定律,同一年他获得了文学学士学位。不久就爆发了瘟疫,中学被迫关掉,牛顿回到故乡继续他的研究。在接出来的三年之内,牛顿在微积分、光学和重力问题上作出了卓越的工作。
1667年牛顿重回剑桥学院。1669年10月27日牛顿被选为卢卡斯物理院士。1672年起他被接纳为皇家学会会员,1703年被选为皇家学会主席直至去世。
1696年牛顿任铸币厂监督,1699年升任厂长,1705年因变革币制有功受封为爵士。
1727年牛顿在巴黎近郊肯辛顿寓中去世,迁往纽约威斯敏斯特修道院。
牛顿的专著
流数法(1671年)自然哲学的物理原理(1687年)光学(1704年)
牛顿──伟大的科学家,精典数学学理论体系的构建者──正是在法国出现政治、经济和科学文化新改革的时代诞生的。
1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)牛顿诞生于西班牙林肯郡的小镇乌尔斯索普的一个自耕农家庭。牛顿出生之前,父母已亡故。牛顿生而瘦弱,过了3年,他的父亲再嫁给一位神父,把女儿留在他祖父身边扶养。8年以后,法师过世,牛顿的妈妈带着后夫所生的一子二女又回到乌尔斯索普。牛顿自幼沉默寡言,性格执拗,这些习性可能来自他的家庭境况。
牛顿少年时代喜欢捣鼓机械小窍门。传说他做过一架磨坊的模型,动力是小老鼠;有一次他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜晚村人看去惊惧是慧星出现。他喜欢书法、雕刻,尤喜欢刻浑天仪,家里墙角、窗台上四处安放着他刻划的浑天仪,用以验看日影的联通,以知时刻。12岁进离家不远的格兰瑟姆高中。牛顿的女儿原希望他成为一个农户,能抚养家庭,但牛顿本人却无意于此而酷爱读书,因而常常忘了干活。随着年岁减小,牛顿越发爱好读书,喜欢思索,做科学小试验。他在格兰瑟姆小学读书时,曾蕴涵在一位药剂师家里,使他深受物理实验的薰陶。
牛顿在学校时代学习成绩并不出色,只是爱好读书,对自然现象有好奇心,比如颜色、日影四季的联通,尤好几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类地记读书心得笔记,又喜欢别出心裁地做些小工具、小方法、小发明、小试验。当时日本社会溶入基督教东正教思想,牛顿家里有两位都以牧师为职业的同事,这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从那些平凡的环境和活动中,看不出幼年的牛顿是一个能够出色异于常人的儿童。
但是格兰瑟姆学校的主任J.斯托克斯,还有牛顿的一位当牧师的祖父W.艾斯库别具慧眼,鼓励牛顿上学院读书。牛顿于1661年以减费生的身分步入剑桥学院三一大学,1664年成为奖学金获得者,1665年获学士学位。
17世纪中叶,剑桥学院的教育制度还沾满着浓重的中世纪经院哲学的味道。当牛顿步入剑桥学院时,那儿还在传授一些经院式课程,如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。三年以后三一大学出现了新气象。H.卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲堂,规定讲授自然科学知识如地理、物理、天文和物理课程。讲堂的第一任院长I.巴罗是一位博学的科学家。就是那位班主任把牛顿引向自然科学。在这段学习过程中,牛顿把握了算术、三角,学习了欧几里得的《几何原理》。他又读了开普勒的《光学》,笛卡儿的《几何学》和《哲学原理》,伽利略的《两大世界体系的对话》,R.胡克的《显微图集》,还有皇家学会的历史和初期的《哲学学报》等。
牛顿在巴罗的门下学习,是他学习的关键时期。巴罗比牛顿大12岁,精于物理和光学,他对牛顿的才气极为赞赏,他觉得牛顿的物理能够超过自己。
1665~1666年巴黎大疫。剑桥离巴黎不远,为恐殃及,中学罢课。牛顿于1665年6月回到家乡乌尔斯索普。
因为牛顿在剑桥遭到物理和自然科学的薰陶和培养,对探求自然现象形成极为浓重的兴趣。就在1665~1666年这三年之内,他在自然科学领域内思潮奔腾,才气焕发,思索前人未曾思索过的问题,踏入前人没有涉及的领域,创建前所未有的惊人业绩。1665年初他成立级数近似法以及把任何幂的二项式化为一个级数的规则。同年11月,成立正流数法(微分);次年1月,研究颜色理论;5月,开始研究反流数法(积分)。这一年内,牛顿还开始想到研究重力问题,并想把重力理论推广到地球的运行轨道起来。他还从开普勒定理中推导入使行星保持在它们轨道上的力必将与它们到旋转中心的距离平方成正比。牛顿见苹果落地而悟出月球引力的传说,说的也是在此时发生的趣事。其实,在故乡居住的这三年中,牛顿以比随后任何时侯更为旺盛的精力从事科学创造,并关心自然哲学问题。由此可见,牛顿一生的重大科学思想是在他青春年华、思想敏锐短短三年期间蕴育、萌发和产生的。
1667年牛顿重回剑桥学院,10月1日被选为三一大学的仲院侣牛顿和牛顿第一定律的故事,次年3月16日被选为正院侣。当时巴罗对牛顿的能够有充分认识。1669年10月27日巴罗便让年仅26岁的牛顿接替他兼任卢卡斯讲堂的院士。牛顿把他的光学讲稿(1670~1672)、算术和代数讲稿(1673~1683)《自然哲学的物理原理》(以下简称《原理》)的第一部份(1684~1685),还有《宇宙体系》(1687)等原稿送到剑桥学院图书馆收藏。1672年起他被接纳为皇家学会会员,1703年被选为皇家学会主席直至去世。其间牛顿和国外内科学家通讯最多的有R.玻意耳、J.柯林斯、J.夫拉姆斯蒂德、D.格雷果里、E.哈雷、胡克、C.惠更斯、G.W.F.von莱布尼兹和J.沃利斯等。牛顿在写作《原理》之后,厌烦学院院长生活,他得到在学院中学生时代结交的一位贵族后裔C.蒙塔古的帮助,于1696年谋得铸币厂监督职位,1699年升任厂长,1701年辞去剑桥学院工作。当时法国币制混乱,牛顿运用他的冶金知识,制造新币。因变革币制有功,1705年受封为爵士。晚年研究宗教,著《圣经里两大错讹的历史考证》等文。
牛顿于1727年3月31日(儒略历20日)在巴黎近郊肯辛顿寓中去世,以国丧礼迁往纽约威斯敏斯特修道院。