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中年物理学的真谛:牛顿1642年,牛顿的圣诞节

更新时间:2024-02-14 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

全文共3443字| 阅读完毕需要8分钟1g7物理好资源网(原物理ok网)

谁比牛顿更好? 在封锁期间,他打开了世界的大门。1g7物理好资源网(原物理ok网)

面对疫情、被关在家里,有的人天天看电视剧,有的人一天天沉沦,但也有一些人因此改变了世界。 这个人就是艾萨克·牛顿。1g7物理好资源网(原物理ok网)

1665年至1666年,大瘟疫在伦敦爆发,并迅速蔓延到整个英格兰。 据官方统计,伦敦在这场瘟疫中损失了15%的人口,英格兰共有68,596人死亡。 不过,后来估计这场鼠疫的受害者总数超过了10万人。 这是继14世纪黑死病之后袭击伦敦最严重的瘟疫。 身在英国的牛顿也未能幸免,但这位现代物理学之父并没有在空虚和无聊中打发时间。 相反,他在“仰望宇宙浩瀚,俯视范畴繁盛”的同时,发现了现代物理学的本质。 真相。1g7物理好资源网(原物理ok网)

牛顿中年1g7物理好资源网(原物理ok网)

疫情前的牛顿1g7物理好资源网(原物理ok网)

1642 年圣诞节,艾萨克·牛顿出生于英国林肯郡的伍尔索普庄园。 他不仅是一个遗腹子,还是一个早产儿。 牛顿出生前三个月,牛顿的父亲去世了。 母亲汉娜以父亲艾萨克的名字为新生命命名。 艾萨克出生时极其脆弱,体重只有 3 磅(1.36 公斤)。 保姆回忆说,这个孩子可以装进一个 1 夸脱(约 1.14 升)的罐子里。1g7物理好资源网(原物理ok网)

一转眼,1661年,牛顿离开家乡,步行两天来到了距家60英里的剑桥大学三一学院。 临行前,他几乎什么都没带走。 到达剑桥后,牛顿给自己买了一个盥洗台、一个夜壶、一个能装1升水的瓶子和一个“墨水”瓶。 对于这位后世伟大的物理学家来说,这样的生活一半是因为简朴,另一半则受到自身经济条件的限制。1g7物理好资源网(原物理ok网)

17世纪,英国只有牛津和剑桥两所大学,就读的人不是富人就是贵族。 在杰出的同学面前,牛顿的身份是“一半仆人、一半学生”,这意味着他需要通过给富家子弟打零工来弥补部分学费。 这些杂务包括:富二代同学吃饭时站在一旁伺候; 吃他们的剩菜; 幸运的是,在剑桥的所有学院中,三一学院的食物是最好的。 据科里斯在《剑桥:大学与小镇800年》中所说,英国国王詹姆斯一世访问剑桥后给出建议:去国王学院祈祷、去三一学院吃饭、去耶稣学院住宿。1g7物理好资源网(原物理ok网)

牛顿就读于剑桥大学三一学院1g7物理好资源网(原物理ok网)

牛顿自然不可能每天都享受大学食堂的美味佳肴。 他的母亲汉娜每年只给他10英镑的零用钱。 他把这笔钱花在了樱桃、果酱、牛奶、奶酪、黄油、啤酒和其他日常用品上。 地位低下,生活低调,使得牛顿在剑桥三一学院的存在感极低。 他的传记作者理查德·韦斯特弗尔曾经写道,当牛顿成为他这一代人中最伟大的名人时牛顿与伪币制造者,他的同学中几乎没有人记得他。1g7物理好资源网(原物理ok网)

疫情期间的剑桥1g7物理好资源网(原物理ok网)

1665年,牛顿入学第四年,瘟疫意外袭来。 鼠疫的最初迹象出现在距离剑桥不到100公里的伦敦。 1665年4月12日,伦敦发生第一例意外死亡事件。 4月30日,英国政治家、作家塞缪尔·佩皮斯在日记中将其记录为“可怕的瘟疫”。 瘟疫逐渐蔓延,仅伦敦一周内死亡人数就超过1000人,然后达到2000人。 到9月,每日死亡人数超过1000人。1g7物理好资源网(原物理ok网)

1666 年伦敦大瘟疫的街景1g7物理好资源网(原物理ok网)

如此高的死亡率引起了广泛的恐慌,人们纷纷逃离伦敦。 最先离开这座城市的是达官显贵,然后所有能离开伦敦的人都开始撤离。 利奥·霍利斯在《伦敦的崛起:五个人重塑一座城市》中描述道:“街道上开始挤满了收拾行李前往乡间别墅的富人。有句话说,‘早走,久留,晚归。’”书中还记载,查理二世宣布议会休会至次年9月,以便议员们可以躲藏在乡村。 到了7月,白厅街已空无一人,荒无人烟,在王宫附近生活和工作的25000名官员全部消失。1g7物理好资源网(原物理ok网)

当然牛顿与伪币制造者,疫情也影响到了剑桥。 到了1665年夏天,原本喧闹的小镇突然变得安静起来。 该市最大的市场斯特布里奇市场被迫关闭,学校取消了在圣玛丽教堂举行的每日布道活动。 整个剑桥也变成了一座死城。1g7物理好资源网(原物理ok网)

在学校关闭之前,牛顿选择离开,回到家乡伍尔索普躲避瘟疫。 到1666年3月,英格兰东部的疫情出现好转迹象。 大学在停办半年后重新开学,牛顿再次回到三一学院。 然而仅仅三个月后,疫情再次卷土重来,他逐渐死亡。 此案让牛顿再次选择回到家乡。 接下来的一年,英国遭遇了不少不幸,疫情至今仍未平息。 9月2日,布丁巷发生的一场大火烧毁了伦敦老城区四分之三的商店、仓库和住宅,造成超过1000万英镑的损失。 刚刚经历疫情的伦敦再次陷入火海,这座千年古城跌入谷底。1g7物理好资源网(原物理ok网)

牛顿的由来1g7物理好资源网(原物理ok网)

“对于清教徒来说,1665年的大瘟疫和1666年的伦敦大火一定是上帝对英国人民罪恶的惩罚。” 克莱顿·罗伯茨在《英国史》中写道。 但1665年开始的瘟疫也成为牛顿人生经历中的一个重要时期。 他在躲避瘟疫期间的工作可以归结为三个领域:微积分——研究数学变化,这对于理解我们周围的世界至关重要; 重力、光学以及光的行为。1g7物理好资源网(原物理ok网)

让我们先看一下数学。 牛顿在剑桥学习两年后对数学产生了兴趣。 从1664年起,他开始广泛阅读,包括荷兰数学家弗朗西斯·范·舒滕、笛卡尔和英国数学家沃利斯的著作。 回到家乡后,他继续探索数学中的“无穷大”(包括无穷大和无穷小)问题。 起初,牛顿将这一发现称为“通量法”,后人将其更成熟的形式称为“积分”。 随后他继续深入研究微分与积分之间的关​​系,最终发现了广义二项式定理。1g7物理好资源网(原物理ok网)

我们来谈谈物理吧。 1666年6月,疫情再次爆发,牛顿第二次回到家乡,他的研究兴趣从数学转向了物理学领域。 在此之前,重力()更多地体现为精神或物质的沉重状态,但牛顿赋予了它物理意义。 牛顿在论文《论引力与光力》中提出了“物质引起的引力”的概念。 他相信地球内部存在这种引力。 伽利略之前也考虑过这个问题。 他通过比萨斜塔上著名的实验,推翻了亚里士多德关于不同重量的物体下落速度不同的观点。 显然,牛顿想得更深了。 他想要解释和说明这种现象,弄清楚“下落的物体总是受到重力影响”的原因。 这是因为物体具有垂直向下的固有力。1g7物理好资源网(原物理ok网)

据说三一学院的苹果树激发了牛顿的引力。1g7物理好资源网(原物理ok网)

家乡的隔绝让他对这个问题有了更深入的思考。 据传说,牛顿关于万有引力的最初想法来自于一个苹果击中了他的额头。 但根据当时的说法,这应该是他1666年在伍尔索普花园的苹果树下冥想的结果,而不是剑桥大学三一学院庭院里广泛种植的苹果树。 据托马斯·列文森在《牛顿与造假者:一位科学巨人鲜为人知的侦探生涯》中记载:当时,牛顿脑海中浮现的是儿时家果园里那棵结满果实的苹果树。 这时,一个苹果的掉落引起了他的注意。 为什么苹果总是垂直落到地面而不是斜飞或向上飞? 这直接促成了他对万有引力问题的思考。 这几乎可以算是自夏娃以来最重要的苹果了。 它没有让人类失去伊甸园,却让人们获得了“重力”。1g7物理好资源网(原物理ok网)

除了微积分和万有引力之外,牛顿还对光学产生了兴趣。 他的主要尝试是研究“颜色的聚合现象”,这也是受到罗伯特·胡克的启发。 胡克认为颜色是明暗的组合,而光是由脉冲产生的。 牛顿对这一说法提出质疑。 在家乡,他通过一系列实验将白光分离成不同的颜色。 在此基础上,他研究了光的折射,表明棱镜可以将白光扩散成色谱,而透镜和第二个棱镜可以将色谱重新组合成白光。1g7物理好资源网(原物理ok网)

牛顿墓位于伦敦威斯敏斯特教堂1g7物理好资源网(原物理ok网)

1667 年 4 月,经过一年零八个月的隔离后,牛顿回到了三一学院。 离开时,他只是一名半日制学生,但回来时,他已是一位在数学、物理和光学方面有独到见解的年轻学者。 封闭的岁月,抹去了无数人的希望,让他们的大脑一片空白。 封闭的岁月成为牛顿成为科学巨人的起点。 他后来的许多思想和思想都是在这个时期萌芽的。 他用自己的才华和勤奋点燃了中世纪后的科学火焰。1g7物理好资源网(原物理ok网)

谁比牛顿更好? 在封锁期间,他打开了世界的大门。1g7物理好资源网(原物理ok网)

正如英国诗人亚历山大·波普为牛顿写的墓志铭:“自然及其法则隐藏在黑暗之中。上帝说,让牛顿诞生,一切都突然变得清晰起来。”1g7物理好资源网(原物理ok网)

参考:1g7物理好资源网(原物理ok网)

1、托马斯·莱文森:《牛顿与造假者:一个科学巨人鲜为人知的侦探生涯》,北京:生活·读书·新知三联书店2018年6月版。1g7物理好资源网(原物理ok网)

2.里奥·霍利斯:《伦敦的崛起:五人重塑一座城市》,北京:生活·读书·新知三联书店2018年7月版。1g7物理好资源网(原物理ok网)

3.克莱顿·罗伯茨、大卫·罗伯茨:《英国史》,北京:商务印书馆,2013年版。1g7物理好资源网(原物理ok网)

4.柯瑞斯:《剑桥:大学与小镇800年》,北京:生活·读书·新知三联书店2013年9月版。1g7物理好资源网(原物理ok网)

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