科学的巨人——牛顿

1、科学的巨人科学的巨人牛顿牛顿 平凡的童年剑桥学子数学领域中的贡献创立光的“微粒说”万有引力定律废寝忘食搞研究瑕不掩瑜少年牛顿 牛顿19岁时进入剑桥大学，成为三一学院的减费生，靠为学院做杂务的收入支付学费。在这里，牛顿开始接触到大量自然科学著作，经常参加学院举办的各类讲座，包括地理、物理、天文和数学。牛顿的第一任教授伊萨克巴罗是个博学多才的学者。这位学者独具慧眼，看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。后来，牛顿在回忆时说道：“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程，也许正是这些课程促使我去研究这

2、方面的问题。”当时，牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几里德的几何原本、笛卡儿的几何学、沃利斯的无穷算术、巴罗的数学讲义及韦达等许多数学家的著作。其中，对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的几何学和沃利斯的无穷算术，它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿解析几何与微积分。1664年，牛顿被选为巴罗的助手，第二年，剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。牛顿是经典力学理论理所当然的开创者。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。牛顿发现万有引力定律是他在自然科学中最辉煌的成就。那是在假期里，牛顿常常来到母亲的家中，在花园里小坐片刻。有一次

3、，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。他认为太阳吸引行星，行星吸引行星，以及吸引地面上一切物体的力都是具有相同性质的力，还用微积分证明了开普勒定律中太阳对行星的作用力是吸引力，证明了任何一曲线运动的质点，若是半径指向静止或匀速直线运动的点，且绕此点扫过与时间成正比的面积，则此质点必受指向该点的向心力的作用，如果环绕的周期之平方与半径的立方成正比，则向心力与半径的平方成反比。

4、牛顿还通过了大量实验，证明了任何两物体之间都存在着吸引力，总结出了万有引力定律：F=G（m1m2 / r 2）（m1和m2是两物体的质量，r为两物体之间的距离）。在同一时期，雷恩、哈雷和胡克等科学家都在探索天体运动奥秘，其中以胡克较为突出，他早就意识到引力的平方反比定律，但他缺乏象牛顿那样的数学才能，不能得出定量的表示。牛顿运动三定律是构成经典力学的理论基础。这些定律是在大量实验基础上总结出来的，是解决机械运动问题的基本理论依据。政治生涯政治生涯1669年，被授予卢卡斯数学教授席位。 艾萨克牛顿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

5、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。他主持了英国最大的货币重铸工作，此职位一般都是闲职，但牛顿却非常认真的对待。身为皇家铸币厂的主管官员，牛顿估计大约有20%的硬币是伪造的。为那些恶名昭著的罪犯定罪是非常困难的；不过事实证明牛顿做得很好。牛顿为此当上了太平绅士。1705年，牛顿被安妮女王封为爵士。牛顿在1670年代写了很多处理圣经的文字解释的宗教小册子。亨利摩尔的宇宙信仰和拒绝笛卡儿二元论影响了牛顿的宗教观念。在他发给约翰洛克的一个从未发表

6、的手稿中，他争议了三位一体的存在性。与世长辞与世长辞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。当西元1727年牛顿以85岁的高龄过世时，英国人把他葬于西敏寺。西敏寺的前身是一个修道院，1579年，英国女王伊丽莎白一世把西敏寺改为学院，校长由英国君主任命。西敏寺的正式名称因此改为“威斯敏斯特圣彼得学院教堂”，其后三个世纪，西敏寺成为牛津与剑桥之后的第三所英国高等学府。诗人亚历山大波普(Alexander Pope）为牛顿写下了以下这段墓志铭：Nature and N

7、ature' law lay hid in night ; God said,Let Newton be, and all was light.自然与自然的定律，都隐藏在黑暗之中；上帝说让牛顿来吧！于是，一切变为光主要成就 力学成就力学成就第一定律第一定律（即惯性定律）2任何一个物体在不受任何外力或受到的力平衡时（Fnet=0），总保持匀速直线运动或静止状态，直到有作用在它上面的外力迫使它改变这种状态为止。第二定律第二定律牛顿第二定律是力的瞬时作用规律。力和加速度同时产生、同时变化、同时消逝。F=ma是一个矢量方程，应用时应规定正方向，凡与正方向相同的力或加速度均取正值，反之

8、取负值，一般常取加速度的方向为正方向。根据力的独立作用原理，用牛顿第二定律处理物体在一个平面内运动的问题时，可把物体所受各力正交分解，在两个互相垂直的方向上分别应用牛顿第二定律的分量形式：Fx=max，Fy=may列方程 第三定律第三定律 表达式F=-F'（F表示作用力，F'表示反作用力，负号表示反作用力F'与作用力F的方向相反） 艾萨克牛顿这三个非常简单的物体运动定律，为力学奠定了坚实的基础，并对其他学科的发展产生了巨大影响。第一定律的内容伽利略曾提出过，后来R.笛卡儿作过形式上的改进，伽利略也曾非正式地提到第二定律的内容。第三定律的内容则是牛顿在总结C雷恩、J沃利斯和C惠更斯等人的结果之后得出的。如果我看得远，那是因为我站在巨人的肩上。 牛顿 真理的大海，让未发现的一切事物躺卧在我的眼前，任我去探寻。 牛顿 如果说我看得远，那是因为我站在巨人们的肩上。 牛顿 无论做什么事情，只要肯努力奋斗，是没有不成功的。 牛顿 我不知道世上的人对我怎么评价。我却这们认为：我好象是在海滨上玩耍，时而发现了一块光滑的石子儿，时而发现了一个美丽的贝壳而为之高兴崐的孩子。尽管这样，那真理的海洋还神秘的展现在我们面前。 牛顿 我的成就，当归功于精力的思索