1.牛頓的故事之牛頓簡(jiǎn)介
艾薩克·牛頓(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng),英國(guó)著名的物理學(xué)家,百科全書式的“全才”,著有《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》、《光學(xué)》。
他在1687年發(fā)表的論文《自然定律》里,對(duì)萬(wàn)有引力和三大運(yùn)動(dòng)定律進(jìn)行了描述。這些描述奠定了此后三個(gè)世紀(jì)里物理世界的科學(xué)觀點(diǎn),并成為了現(xiàn)代工程學(xué)的基礎(chǔ)。他通過論證開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運(yùn)動(dòng)都遵循著相同的自然定律;為太陽(yáng)中心說提供了強(qiáng)有力的理論支持,并推動(dòng)了科學(xué)革命。
在力學(xué)上,牛頓闡明了動(dòng)量和角動(dòng)量守恒的原理,提出牛頓運(yùn)動(dòng)定律。在光學(xué)上,他發(fā)明了反射望遠(yuǎn)鏡,并基于對(duì)三棱鏡將白光發(fā)散成可見光譜的觀察,發(fā)展出了顏色理論。他還系統(tǒng)地表述了冷卻定律,并研究了音速。
在數(shù)學(xué)上,牛頓與戈特弗里德·威廉·萊布尼茨分享了發(fā)展出微積分學(xué)的榮譽(yù)。他也證明了廣義二項(xiàng)式定理,提出了“牛頓法”以趨近函數(shù)的零點(diǎn),并為冪級(jí)數(shù)的研究做出了貢獻(xiàn)。
在經(jīng)濟(jì)學(xué)上,牛頓提出金本位制度。
2.牛頓的故事之牛頓小時(shí)候的故事
1642年的圣誕節(jié)前夜,在英格蘭林肯郡沃爾斯索浦的一個(gè)農(nóng)民家庭里,牛頓誕生了。牛頓是一個(gè)早產(chǎn)兒,出生時(shí)只有3磅重。接生婆和他的雙親都擔(dān)心他能否活下來。誰(shuí)也沒有料到這個(gè)看起來微不足道的小東西會(huì)成為了一位震古爍今的科學(xué)巨人,并且活到了竟活到了85歲的高齡。
牛頓出生前三個(gè)月父親便去世了。在他兩歲時(shí),母親改嫁。從此牛頓便由外祖母撫養(yǎng)。11歲時(shí),母親的后夫去世,牛頓才回到了母親身邊。大約從5歲開始,牛頓被送到公立學(xué)校讀書,12歲時(shí)進(jìn)入中學(xué)。少年時(shí)的牛頓并不是神童,他資質(zhì)平常,成績(jī)一般,但他喜歡讀書,喜歡看一些介紹各種簡(jiǎn)單機(jī)械模型制作方法的讀物,并從中受到啟發(fā),自己動(dòng)手制作些奇奇怪怪的小玩意,如風(fēng)車、木鐘、折疊式提燈等等。藥劑師的房子附近正建造風(fēng)車,小牛頓把風(fēng)車的機(jī)械原理摸透后,自己也制造了一架小風(fēng)車。推動(dòng)他的風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的,不是風(fēng),而是動(dòng)物。他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上,然后在輪子的前面放上一粒玉米,剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不斷的跑動(dòng),于是輪子不停的轉(zhuǎn)動(dòng)。他還制造了一個(gè)小水鐘。每天早晨,小水種會(huì)自動(dòng)滴水到他的臉上,催他起床。
后來,迫于生活,母親讓牛頓停學(xué)在家務(wù)農(nóng)。但牛頓對(duì)務(wù)農(nóng)并不感興趣,一有機(jī)會(huì)便埋首書卷。每次,母親叫他同她的傭人一道上市場(chǎng),熟悉做交易的生意經(jīng)時(shí),他便懇求傭人一個(gè)人上街,自己則躲在樹叢后看書。有一次,牛頓的舅父起了疑心,就跟蹤牛頓上市鎮(zhèn)去,他發(fā)現(xiàn)他的外甥伸著腿,躺在草地上,正在聚精會(huì)神地鉆研一個(gè)數(shù)學(xué)問題。牛頓的好學(xué)精神感動(dòng)了舅父,于是舅父勸服了母親讓牛頓復(fù)學(xué)。牛頓又重新回到了學(xué)校,如饑似渴地汲取著書本上的營(yíng)養(yǎng)。
3.牛頓的故事之興趣廣泛的小牛頓
在家鄉(xiāng)讀書的時(shí)候,很不用功,在班里的學(xué)習(xí)成績(jī)屬于次等。但他的興趣卻是廣泛的,游戲的本領(lǐng)也比一般兒童高。平時(shí)他愛好制作機(jī)械模型一類的玩藝兒,如風(fēng)車、水車、日晷等等。他精心制作的一只水鐘,計(jì)時(shí)較準(zhǔn)確,得到了人們的贊許。
有時(shí),他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盞燈籠掛在風(fēng)箏尾巴上。當(dāng)夜幕降臨時(shí),點(diǎn)燃的燈籠借風(fēng)箏上升的力升入空中。發(fā)光的燈籠在空中流動(dòng),人們大驚,以為是出現(xiàn)了彗星。盡管如此,因?yàn)樗麑W(xué)習(xí)成績(jī)不好,還是經(jīng)常受到歧視。
當(dāng)時(shí),封建社會(huì)的英國(guó)等級(jí)制度很嚴(yán)重,中小學(xué)里學(xué)習(xí)好的學(xué)生,可以歧視學(xué)習(xí)差的同學(xué)。有一次課間游戲,大家正玩得興高采烈的時(shí)候,一個(gè)學(xué)習(xí)好的學(xué)生借故踢了牛頓一腳,并罵他笨蛋。牛頓的心靈受到這種刺激,憤怒極了。他想,我倆都是學(xué)生,我為什么受他的欺侮?我一定要超過他!從此,牛頓下定決心,發(fā)奮讀書。他早起晚睡,抓緊分秒、勤學(xué)勤思。
經(jīng)過刻苦鉆研,牛頓的學(xué)習(xí)成績(jī)不斷提高,不久就超過了曾欺侮過他的那個(gè)同學(xué),名列班級(jí)前茅。
4.牛頓的故事之小牛頓養(yǎng)貓
牛頓小時(shí)侯養(yǎng)貓,家人叫他在門上給貓開個(gè)進(jìn)出的通道。牛頓就在門上開了一大一小并排兩個(gè)洞。
鄰居們見了好生奇怪,問牛頓為什么要開兩個(gè)洞。牛頓答,大貓走大洞、小貓走小洞,他卻似乎不曉得大能兼小的簡(jiǎn)單道理,從此傳為笑談。
就此故事的解釋,最大眾的版本大概是“要說牛頓死心眼啊,小貓也可以走大洞啊,沒有必要開兩個(gè)洞的。"
5.牛頓的故事之馬不見了
一天,母親叫牛頓騎馬到山里辦事。他扛著馬鞍到馬棚去牽馬,其實(shí)這時(shí)他正在思考一道數(shù)學(xué)題。
當(dāng)他把馬牽出來后,突然想起了解題的一種方法,他未牽著馬,卻扛著馬鞍一邊跑一邊思考。
到達(dá)山頂后,解決問題的另一種方法又想出來了,而馬卻早已跑得無影無蹤,只有馬鞍還在肩上。
6.牛頓的故事之牛頓與蘋果
有一天,他正坐在蘋果樹下休息,忽然一個(gè)熟蘋果掉下來,砸到他的頭上。他摸了摸被砸痛的地方,這時(shí),牛頓就想到一個(gè)問題:當(dāng)把球拋向空中時(shí),它為什么不一直向上升去,而總是向下落呢?牛頓撿起蘋果突然有一種奇怪的想法,是不是有一種看不見的力量在起作用,把蘋果拉向地面呢?過了很久,牛頓終于解答了這個(gè)問題,并由此推算出一個(gè)公式,這就是“萬(wàn)有引力定律”。
他認(rèn)為世界上每個(gè)物體都有一種看不見的力吸引著其他物體,重的物體比輕的物體吸引力大,我們生活的地球比地球上的萬(wàn)物都大得多、重得多,所以向上拋的所有物體最終都會(huì)落到地上,這就是地球通過萬(wàn)有引力作用的結(jié)果。牛頓的發(fā)現(xiàn)不僅可以解釋地球上的物理現(xiàn)象,還可以解釋宇宙天體間的現(xiàn)象。在地球之外,還有許多星球,比如太陽(yáng)、月亮、火星、木星,它們也都是通過萬(wàn)有引力吸引在一起的,所以月亮繞著地球轉(zhuǎn),地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)。又是這種引力把它們固定在各自的位置上,才使得它們雖然在同一天空下運(yùn)動(dòng),卻不會(huì)發(fā)生碰撞。
小小的蘋果給了牛頓這樣大的啟示。其實(shí)同樣的現(xiàn)象在別人的眼里早已司空見慣,不當(dāng)作一回事,而牛頓卻通過自己的思考發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力的規(guī)律。
7.牛頓的故事之牛頓求學(xué)歲月
牛頓19歲時(shí)進(jìn)入劍橋大學(xué),成為三一學(xué)院的減費(fèi)生,靠為學(xué)院做雜務(wù)的收入支付學(xué)費(fèi)。在這里,牛頓開始接觸到大量自然科學(xué)著作,經(jīng)常參加學(xué)院舉辦的各類講座,包括地理、物理、天文和數(shù)學(xué)。牛頓的第一任教授伊薩克·巴羅是個(gè)博學(xué)多才的學(xué)者。這位學(xué)者獨(dú)具慧眼,看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。于是將自己的數(shù)學(xué)知識(shí),包括計(jì)算曲線圖形面積的方法,全部傳授給牛頓,并把牛頓引向了近代自然科學(xué)的研究領(lǐng)域。
后來,牛頓在回憶時(shí)說道:“巴羅博士當(dāng)時(shí)講授關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的課程,也許正是這些課程促使我去研究這方面的問題?!?/p>
當(dāng)時(shí),牛頓在數(shù)學(xué)上很大程度是依靠自學(xué)。他學(xué)習(xí)了歐幾里德的《幾何原本》、笛卡兒的《幾何學(xué)》、沃利斯的《無窮算術(shù)》、巴羅的《數(shù)學(xué)講義》及韋達(dá)等許多數(shù)學(xué)家的著作。其中,對(duì)牛頓具有決定性影響的要數(shù)笛卡兒的《幾何學(xué)》和沃利斯的《無窮算術(shù)》,它們將牛頓迅速引導(dǎo)到當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)最前沿——解析幾何與微積分。1664年,牛頓被選為巴羅的助手,第二年,劍橋大學(xué)評(píng)議會(huì)通過了授予牛頓大學(xué)學(xué)士學(xué)位的決定。
正當(dāng)牛頓準(zhǔn)備留校繼續(xù)深造時(shí),嚴(yán)重的鼠疫席卷了英國(guó),劍橋大學(xué)因此而關(guān)閉,牛頓離校返鄉(xiāng)。家鄉(xiāng)安靜的環(huán)境使得他的思想展翅飛翔,以整個(gè)宇宙作為其藩籬。這短暫的時(shí)光成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金歲月,他的三大成就:微積分、萬(wàn)有引力、光學(xué)分析的思想就是在這時(shí)孕育成形的??梢哉f此時(shí)的牛頓已經(jīng)開始著手描繪他一生大多數(shù)科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。
8.牛頓的故事之牛頓晚年時(shí)光
隨著科學(xué)聲譽(yù)的提高,牛頓的政治地位也得到了提升。1689年,他被當(dāng)選為國(guó)會(huì)中的大學(xué)代表。作為國(guó)會(huì)議員,牛頓逐漸開始疏遠(yuǎn)給他帶來巨大成就的科學(xué)。他不時(shí)表示出對(duì)以他為代表的領(lǐng)域的厭惡。同時(shí),他的大量的時(shí)間花費(fèi)在了和同時(shí)代的著名科學(xué)家如胡克、萊布尼茲等進(jìn)行科學(xué)優(yōu)先權(quán)的爭(zhēng)論上。
晚年的牛頓在倫敦過著堂皇的生活,1705年他被安妮女王封為貴族。此時(shí)的牛頓非常富有,被普遍認(rèn)為是生存著的最偉大的科學(xué)家。他擔(dān)任英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng),在他任職的二十四年時(shí)間里,他以鐵拳統(tǒng)治著學(xué)會(huì)。沒有他的同意,任何人都不能被選舉。
晚年的牛頓開始致力于對(duì)神學(xué)的研究,他否定哲學(xué)的指導(dǎo)作用,虔誠(chéng)地相信上帝,埋頭于寫以神學(xué)為題材的著作。當(dāng)他遇到難以解釋的天體運(yùn)動(dòng)時(shí),竟提出了“神的第一推動(dòng)力”的謬論。他說“上帝統(tǒng)治萬(wàn)物,我們是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。
1727年3月20日,偉大艾薩克·牛頓逝世。同其他很多杰出的英國(guó)人一樣,他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著: 讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在。
9.牛頓的故事之趣聞?shì)W事
1667年復(fù)活節(jié)后不久,牛頓返回到劍橋大學(xué),10月被選為三一學(xué)院初級(jí)院委,翌年獲得碩士學(xué)位,同時(shí)成為高級(jí)院委。1669年,巴羅為了提攜牛頓而辭去了教授之職,26歲的牛頓晉升為數(shù)學(xué)教授。巴羅讓賢,在科學(xué)史上一直被傳為佳話。
牛頓并不善于教學(xué),他在講授新近發(fā)現(xiàn)的微積分時(shí),學(xué)生都接受不了。但在解決疑難問題方面的能力,他卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了常人。還是學(xué)生時(shí),牛頓就發(fā)現(xiàn)了一種計(jì)算無限量的方法。他用這個(gè)秘密的方法,算出了雙曲面積到二百五十位數(shù)。他曾經(jīng)高價(jià)買下了一個(gè)棱鏡,并把它作為科學(xué)研究的工具,用它試驗(yàn)了白光分解為的有顏色的光。開始,他并不愿意發(fā)表他的觀察所得,他的發(fā)現(xiàn)都只是一種個(gè)人的消遣,為的是使自己在寂靜的書齋中解悶。他獨(dú)自遨游于自己所創(chuàng)造的超級(jí)世界里。后來,在好友哈雷的竭力勸說下,才勉強(qiáng)同意出版他的手稿,才有劃時(shí)代巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的問世。
作為大學(xué)教授,牛頓常常忙得不修邊幅,往往領(lǐng)帶不結(jié),襪帶不系好,馬褲也不紐扣,就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次,他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開了小差,他腦海了只剩下了無窮量的二項(xiàng)式定理。他抓住姑娘的手指,錯(cuò)誤的把它當(dāng)成通煙斗的通條,硬往煙斗里塞,痛得姑娘大叫,離他而去。牛頓也因此終生未娶。
牛頓從容不迫地觀察日常生活中的小事,結(jié)果作出了科學(xué)史上一個(gè)個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。他馬虎拖沓,曾經(jīng)鬧過許多的笑話。一次,他邊讀書,邊煮雞蛋,等他揭開鍋想吃雞蛋時(shí),卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次,他請(qǐng)朋友吃飯,當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時(shí),牛頓突然想到一個(gè)問題,便獨(dú)自進(jìn)了內(nèi)室,朋友等了他好久還是不見他出來,于是朋友就自己動(dòng)手把那份雞全吃了,雞骨頭留在盤子,不告而別了。等牛頓想起,出來后,發(fā)現(xiàn)了盤子里的骨頭,以為自己已經(jīng)吃過了,便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)室,繼續(xù)研究他的問題。
10.牛頓的故事點(diǎn)評(píng)
在中小學(xué)教科書中,學(xué)生們肯定不止一次接觸到牛頓這一非同凡響的名字。正如人們所熟知的那樣,他是英國(guó)偉大的物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家,提出過萬(wàn)有引力定律、力學(xué)三大定律、白光由各色光組成的理論,并開創(chuàng)了微積分學(xué)等等。人們往往傾向于把科學(xué)史上具有劃時(shí)代意義的偉大科學(xué)家看作是品德高尚的天才和圣人,無數(shù)榮譽(yù)和光環(huán)圍繞著他們,使人們難以了解他們作為普通人的真實(shí)性情。所以這些東西還等著大家去挖掘呢!希望從這些故事中,大家能大致了解牛頓是個(gè)怎樣的人,也希望大家能成為生活的有心人哦!
發(fā)表評(píng)論