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巨人肩膀上的攀登者

时间:2022-02-10 理论教育 版权反馈
【摘要】:牛顿为科学所作出的贡献是不可替代的,因为有他的存在,科学也向前迈进了一大步。牛顿在力学领域也有伟大的发现,这是说明物体运动的科学。而牛顿是经典力学体系的集大成者,他的牛顿运动三定律极大地推动了物理科学的发展。但是,牛顿在前人的基础上却做出了超越科学前辈的伟大成绩。尽管如此,牛顿在科学史上的地位是不可动摇的。

牛 顿

牛顿出生于英格兰一个普通农民的家里。他是一个早产儿,出生时只有3磅(1.36千克)重,接生婆和亲人都担心他会夭折。谁也没有料到,这个看起来微不足道的小东西会成为一位震古烁今的科学巨人,并且活到了84岁的高龄。牛顿为科学所作出的贡献是不可替代的,因为有他的存在,科学也向前迈进了一大步。

牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自他的家庭处境——父亲过早去世。少年时的牛顿并不是神童,他资质平常,成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意儿,如风车、木钟、折叠式提灯等。牛顿天生对这些机械制造有着特别的兴趣,并喜欢动手去实践。

牛顿在钻研了风车的原理之后,立即动起手来。他制造了一架磨坊的模型,并将老鼠绑在一架有轮子的踏车上,然后在轮子的前面放上一粒玉米,刚好那地方是老鼠可望不可及的位置,老鼠想吃玉米,就不断地跑动,于是轮子不停地转动;还有一次,他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜间村人看见了,认为是彗星出现;他还制造了一个小水钟,每天小水钟就会催他起床……牛顿对科学的兴趣就这样被一点点激发出来。

牛顿的父母希望他成为一个农民。但是,牛顿却不这么想,他酷爱读书。随着年岁的增大,牛顿越发爱好读书,喜欢沉思,做科学小实验。他在格兰瑟姆中学读书时,曾经寄宿在一位药剂师家里,这段经历使他受到了化学实验的熏陶。牛顿对自然现象有很大的好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤其是几何学、哥白尼日心说等等。牛顿作了很多不同类别的读书笔记,同时喜欢制造别出心裁的小工具和小实验。

长大成人以后,牛顿开始对探索自然现象产生了浓厚的兴趣。1665~1666年这段短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月,他在自然科学领域内思潮奔涌,才华迸发,思考前人从未思考过的问题,踏进了前人没有涉及的领域,创建了前所未有的惊人业绩。在这段时间内,牛顿根据前人的科研成果,加以补充和延展,取得了巨大的成绩。

牛顿在科学史上的成绩是举世瞩目、不可替代的。1665年初,牛顿创立级数近似法,以及把任意幂的二项式化为一个级数的规则;同年11月,他又创立正流数法(微分);次年1月,他用三棱镜研究颜色理论;5月,他开始研究反流数法(积分)。这一年里:牛顿开始想到研究重力问题,并想把重力理论推广到月球的运动轨道上去。牛顿由一个苹果悟出地心引力的事件,也是发生在这段时期。

牛顿

牛顿在各个学科上都有很大的成就。牛顿在数学上最卓越的成就是创建微积分。他超越前人的功绩在于,他不但清楚地看到,而且大胆地运用了代数所提供的大大优越于几何的方法论。他以代数方法取代了卡瓦列里、格雷哥里、惠更斯和巴罗的几何方法,完成了积分的代数化。从此,数学逐渐从感觉的学科转向思维的学科。牛顿虽然站在巨人的肩膀上,但是他的科学理论比那些巨人们更加完整,并且富有自己的创造——这一点,是任何人都无法抹去的。

牛顿在代数方面也有经典的贡献。他的《广义算术》大大推动了方程论。牛顿还设计了求数值方程的实根近似值的对数和超越方程都适用的一种方法(该方法的修正现称为牛顿方法)。牛顿在力学领域也有伟大的发现,这是说明物体运动的科学。而牛顿是经典力学体系的集大成者,他的牛顿运动三定律极大地推动了物理科学的发展。

在牛顿之前,光学已经有了很大发展,但是在理论上并无创新之处。墨子、培根、达·芬奇等人都研究过光学现象;近代科学兴起的时候,伽利略靠望远镜发现了“新宇宙”,震惊了全世界;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……但是,牛顿在前人的基础上却做出了超越科学前辈的伟大成绩。

牛顿带着极大的兴趣和热情研究光学。1666年,牛顿在家休假期间,得到了三棱镜,他用它来进行了著名的色散实验。通过实验,他发现白光并不是单色光,而是由各种不同颜色的光组成的,这是第一大贡献。公元1672年,牛顿把自己的研究成果发表在皇家学会《哲学汇刊》上,这是他第一次公开发表的论文。同时,牛顿为了更进一步论证自己的发现,他设计和制造了反射望远镜。

牛顿在科学上的贡献是巨大的,但他自己非常谦虚,把取得的成就归为自己“站在巨人的肩膀上”。尽管如此,牛顿在科学史上的地位是不可动摇的。他对于科学的热爱和积极的探索精神,值得世人学习和敬仰。

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