科学巨人牛顿

科学巨人牛顿

伊撒克·牛顿(Isaac Newton,1642~1727)于1642年12月25日出生在英国林肯郡沃尔斯索普村。他是个早产儿，出生时十分脆弱和瘦小。在他出生之后的最初几个月里，医生不得不在他的脖子上装了一个支架来保护他，没有人期望他能活下来。后来，牛顿时常拿自己开玩笑，说他妈妈曾告诉他：他出生时是如此弱小，以至于可以把他放进一个一夸脱(约1.14升)的大杯子里。

牛顿的父亲是一个农民，在他出生前几个月就去世了。当他还不到两岁的时候，他母亲改嫁给了当地的一位牧师，小牛顿只好寄宿在他年迈的外婆家中。牛顿小时候性格孤僻腼腆，对功课也不感兴趣，学习很吃力。12岁时，他由农村小学转到格朗达姆镇学校，在班上被同学瞧不起，而且常常受欺负。有一次，班上的一个大个子又欺负他，牛顿终于忍无可忍，奋起反抗，竟然把对方打败了。从此他发奋读书，成绩逐渐上升到全班第一。14岁那年，他继父病故，他母亲就把他接回家并想把他培养成一个农民。但事实表明牛顿并不适合做这方面的事情。他宁愿读书，做一些木制模型，他曾经自己做过一个以老鼠为动力的磨面粉的磨和一个用水推

动的木钟，就是不愿意干农活。幸运的是，他母亲最终放弃了这种尝试并让他回到中学去学习。

1661年6月，18岁的牛顿考进了剑桥大学的三一学院。

在最初的一段时间里，他的成绩并不突出。但在导师巴罗的影响下，他的学业开始突飞猛进。巴罗这位优秀的数学家、古典学者、天文学家和光学研究领域里的权威，是第一个发现牛顿天才的人。1664年，牛顿获得学士学位，1665年毕业于剑桥大学，并留校作研究工作。在此期间，牛顿开始把注意力放在数学上。他先读了欧几里得的《几何原本》，在他看来那太容易了;然后他又读笛卡儿的《几何学》，这对他来说又有些困难。他还读了奥特雷德的《入门》，开普勒和韦达的著作，还有沃利斯的《无穷的算术》。他从读数学到研究数学，四岁时就发现了二项式定理的推广形式，并且创造了流数术，即我们现在所说的求导数方法。1666年6月由于凶猛的鼠疫横行，剑桥大学被迫停课。牛顿回到了伍尔斯托普家乡，住了将近两年。其间，他研究数学和物理问题，并且将万有引力理论的基本原理系统化。1666年，他做了第一个光学实验，用三棱镜分析目光，发现白光是由不同颜色的光构成的，从而奠定了光谱分析学的基础。

1667年，牛顿回到剑桥，有两年的功夫主要从事光学研究。1669年，巴罗把自己卢卡斯讲座的席位让给了牛顿，于是牛顿开始了他长达18年的大学教授生涯。他的第一个讲演是关于光学理论的，后来他把它作为一篇论文在英国皇家学会会刊上发表，并引起了相当大的反响。他在光学中得到的一些结论引起了一些科学家的猛烈攻击。他看到这些争论

非常无聊，就发誓再也不发表任何关于科学的东西了。也许就是因为这个原因，从而引发了他与莱布尼茨在微积分发现的优先权上的争论。这场争论导致英国数学家追认牛顿为他们的导师，并割断了他们与欧洲大陆的联系。从而使英国的数学进展推迟了一百年。

牛顿的《流数术》写于1671年。在这部影响深远的著作中，牛顿阐述了他的微积分的一些基本概念，还有对代数方程或超越方程都适用的实根近似值求法。这种方法后来被称为牛顿法。

1672年，由于他设计、制造了反射望远镜，而被选为皇家学会会员。他把关于光的粒子学说的论著寄给了皇家学会，他的声誉以及对理论的巧妙处理，使该理论得到了普遍采用。

牛顿从1673年到1683年在大学的讲演主要是关于代数和方程论的。其演讲内容都包括在1707年发表的《通用算术》一书中。其中，有许多方程论的成果，如：实多项式的虚根必成对出现;求多项式根的上界的规则等等。

1679年，牛顿把对地球半径的一次新的测量与对月球运动的研究联系起来，并以此来证实他的万有引力定律。他还假定太阳和行星为重质点，证明了他的万有引力定律与开普勒的行星运动定律的一致性。但有5年之久，他没有把这个重要的发现告诉任何人。后来，哈雷看到了牛顿的原稿，认

识到它的重要性。于是在他的鼓励下，牛顿从1685年至1687年，完成了巨著《自然科学的数学原理》第1、2、3册，由哈雷出资发表。这部著作的诞生立刻对整个欧洲产生了巨大影响。

这本书中，第一次有了地球和天体主要运动现象的完整的力学体系和完整的数学公式。事实证明，这是科学史上最有影响、荣誉最高的著作。有意思的是，这些定理也许是用流数术发现的，但却都是借助古典希腊几何熟练地证明的。在相对论出现之前，整个物理学和天文学都是以牛顿在这部著作中作出的一个特别适合的坐标系的假定为基础的。书中还有许多涉及高次平面曲线的成果和一些引人入胜的几何定

理的证明。

然而，牛顿对自己的评价却十分谦虚：“我不知道世间把我看成什么样的人;但是对我来说，就像一个在海边玩耍的小孩，有时找到一块比较平滑的卵石或格外漂亮的贝壳，感到高兴，在我前面是完全没有被发现的真理的大海洋。”他很尊重前人的成果，他说如果他比别人看得远些，那只是由于站在巨人肩上的原故。

纵览牛顿的一生，他不愧为最伟大的数学家和物理学家。他对物理问题的洞察力以及运用数学方法处理物理问题的

能力，都是空前卓越的。莱布尼茨说：“在从世界开始到牛

顿生活的年代的全部数学中，牛顿的工作超过一半!”

1689年，牛顿成为剑桥大学选出的国会议员。1692年，他得了奇怪的病，持续了大约两年，致使他有些精神失常。1696年，牛顿被任命为造币局总监。1699年，他被法国巴黎科学院选为外籍院土，同时被提升为造币厂厂长。1703年，被选为皇家学会主席并连任20年，直至他逝世。1705年，他被封为爵士。晚年，他主要从事化学、炼丹和神学。虽然他在数学上创造性的工作实质上已经停止了，但他还没有失去这方面的非凡能力，仍能熟练地解决提供给他的数学竞赛题，而这些题目是远远超过了其他数学家的能力的。在他晚年的生活中，与莱布尼茨那场不幸的争论，使他很不愉快。1727年，他在一场拖了很久的痛苦的病中死去，终年85岁。他被安葬在威斯敏斯特教堂。