伊萨克·牛顿

伊萨克·牛顿 - 生平简介

牛顿出生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯普。在牛顿出生之前三个月，他的父亲就去世了，两年之後他的母亲改嫁他人，把牛顿留给了他的祖母。牛顿的天才很早就展现出来。

牛顿最开始在乡村学校读书，12岁的时候离家到格兰瑟文法学校就读。在格兰瑟他寄宿在当地的一个药剂师家中并最终和这名药剂师的继女订了婚。

1661年牛顿中学毕业，考入英国剑桥大学三一学院。在大学期间，由于他中学的数学基础好，再加上自己刻苦钻研，他的学习突飞猛进，深受导师的喜爱，导师将自己的专长，毫无保留地传授给了他。

1665年牛顿大学毕业，获得学士学位，留校做研究工作。从此开始了他的科学生涯。

1665年秋，伦敦发生了可怕的瘟疫，剑桥大学关门，牛顿回到了家乡。在家乡的十八个月，可以说是牛顿一生中最重要的时期，几乎他所有最重要的成就都在这个时期奠定了基础。牛顿研究苹果落地的故事，就发生在这期间。

瘟疫过后，牛顿回到剑桥大学。1668年他取得硕士学位。1669年，他的导师巴罗博士辞职，并积极推荐他接替了数学教授的职位。他从这年开始，就成为全剑桥大学公认的大数学家，还被选为三一学院管理委员会成员。

牛顿在剑桥大学从事教学和科研工作，长达三十年之久。这三十年是他刻苦钻研的三十年，为了科学研究，他的绝大部分时间都是在实验室里度过的，有时为了检验一个设想，他呕心沥血、通宵达旦，直到有了结果才罢休。牛顿的渊博学识和辉煌的科学成就，都是在剑桥取得的。

1672年牛顿当选为英国伦敦皇家学会会员。

1689年当选为英国国会议员。

1696年因病离开剑桥大学，到皇家造币厂当监督，1699年出任造币厂厂长，同时被选为法国科学院八个外国委员之一。

1703年他当选为皇家学会会长，以后每年都连任，直到去世。1705年英国女皇授予他爵士称号。　　

1727年3月20日，牛顿因病在伦敦逝世，终年85岁。因为他一生对国家的贡献，逝世后被葬于威斯敏斯特教堂的墓地。

伊萨克·牛顿 - 科学贡献

恩格斯曾对牛顿做了高度的评价：“牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学，由于进行了光的分解而创立了科学的光学，由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学，由于认识了力的本性而创立了科学的力学。”　　

对光学的三大贡献

在牛顿以前，墨子、培根、达·芬奇等人都研究过光学现象。反射定律是人们很早就认识的光学定律之一。近代科学兴起的时候，伽利略靠望远镜发现了“新宇宙”，震惊了世界。荷兰数学家斯涅尔首先发现了光的折射定律。笛卡尔提出了光的微粒说……

牛顿以及跟他差不多同时代的胡克、惠更斯等人，也象伽利略、笛卡尔等前辈一样，用极大的兴趣和热情对光学进行研究。1666年，牛顿在家休假期间，得到了三棱镜，他用来进行了著名的色散试验。一束太阳光通过三棱镜后，分解成几种颜色的光谱带，牛顿再用一块带狭缝的挡板把其他颜色的光挡住，只让一种颜色的光在通过第二个三棱镜，结果出来的只是同样颜色的光。这样，他就发现了白光是由各种不同颜色的光组成的，这是第一大贡献。     

牛顿为了验证这个发现，设法把几种不同的单色光合成白光，并且计算出不同颜色光的折射率，精确地说明了色散现象。揭开了物质的颜色之谜，原来物质的色彩是不同颜色的光在物体上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年，牛顿把自己的研究成果发表在《皇家学会哲学杂志》上，这是他第一次公开发表的论文。

 许多人研究光学是为了改进折射望远镜。牛顿由于发现了白光的组成，认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的(后来有人用具有不同折射率的玻璃组成的透镜消除了色散现象)，就设计和制造了反射望远镜。

 牛顿不但擅长数学计算，而且能够自己动手制造各种试验设备并且作精细实验。为了制造望远镜，他自己设计了研磨抛光机，实验各种研磨材料。公元1668年，他制成了第一架反射望远镜样机，这是第二大贡献。公元1671年，牛顿把经过改进得反射望远镜献给了皇家学会，牛顿名声大震，并被选为皇家学会会员。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。

 同时，牛顿还进行了大量的观察实验和数学计算，比如研究惠更斯发现的冰川石的异常折射现象，胡克发现的肥皂泡的色彩现象，“牛顿环”的光学现象等等。

牛顿还提出了光的“微粒说”，认为光是由微粒形成的，并且走的是最快速的直线运动路径。他的“微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。此外，他还制作了牛顿色盘等多种光学仪器。
 

构筑力学大厦

 牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。

早在牛顿发现万有引力定律以前，已经有许多科学家严肃认真的考虑过这个问题。比如开普勒就认识到，要维持行星沿椭圆轨道运动必定有一种力在起作用，他认为这种力类似磁力，就像磁石吸铁一样。1659年，惠更斯从研究摆的运动中发现，保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。胡克等人认为是引力，并且试图推到引力和距离的关系。      

1664年，胡克发现彗星靠近太阳时轨道弯曲是因为太阳引力作用的结果；1673年，惠更斯推导出向心力定律；1679年，胡克和哈雷从向心力定律和开普勒第三定律，推导出维持行星运动的万有引力和距离的平方成反比。

牛顿自己回忆，1666年前后，他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是：在假期里，牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次，象以往屡次发生的那样，一个苹果从树上掉了下来……

 一个苹果的偶然落地，却是人类思想史的一个转折点，它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍，引起他的沉思：究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢？牛顿思索着。终于，他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。

牛顿高明的地方就在于他解决了胡克等人没有能够解决的数学论证问题。1679年，胡克曾经写信问牛顿，能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律，来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题。1685年，哈雷登门拜访牛顿时，牛顿已经发现了万有引力定律：两个物体之间有引力，引力和距离的平方成反比，和两个物体质量的乘积成正比。

 当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力，也证明了在太阳引力作用下，行星运动符合开普勒运动三定律。

在哈雷的敦促下，1686年底，牛顿写成划时代的伟大著作《自然哲学的数学原理》一书。皇家学会经费不足，出不了这本书，后来靠了哈雷的资助，这部科学史上最伟大的著作之一才能够在1687年出版。

 牛顿在这部书中，从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发，运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具，不但从数学上论证了万有引力定律，而且把经典力学确立为完整而严密的体系，把天体力学和地面上的物体力学统一起来，实现了物理学史上第一次大的综合。

伊萨克·牛顿 - 主要著作

1、流数法(1671年)
2、自然哲学的数学原理(1687年)
3、光学(1704年)

伊萨克·牛顿 - 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
译成中文：我不知道在别人看来，我是什么样的人；但在我自己看来，我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩，为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜，而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋，却全然没有发现。
---------牛顿
⑵  If I can see a bit farther than some others, it is because I am standing on the shoulders of giants.
-- Newton
 译成中文：如果说我比别人看得更远些,那是因为我站在了巨人的肩上.
——牛顿

伊萨克·牛顿 - 名人秩事

牛顿与苹果的故事
长期以来,牛顿认为,一定有一种神秘的力存在,是这种无形的力拉着太阳系中的行星围绕太阳旋转.但是,这到底是怎样的一种力呢
直到有一天,当牛顿在花园的苹果树下思索,一个苹果落到他的脚边时,牛顿终于获得了顿悟,他的问题也逐渐被解决了.
传说1665年秋季,牛顿坐在自家院中的苹果树下苦思着行星绕日运动的原因.这时,一只苹果恰巧落下来,它落在牛顿的脚边.这是一个发现的瞬间,这次苹果下落与以往无数次苹果下落不同,国为它引起了牛顿的注意.牛顿从苹果落地这一理所当然的现象中找到了苹果下落的原因——引力的作用,这种来自地球的无形的力拉着苹果下落,正像地球拉着月球,使月球围绕地球运动一样.
这个故事据说是由牛顿的外甥女巴尔顿夫人告诉法国哲学家,作家伏尔泰之后流传起来的.伏尔泰将它写入《牛顿哲学原理》一书中.牛顿家乡的这棵苹果树后来被移植到剑桥大学中.
牛顿去世后,他被当作发现宇宙规律的英雄人物继而被赋予传奇色彩,牛顿与苹果的故事更是广为流传.但是事实是否如此却无从找到其他史料加以考证。