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从牛顿的故事破解牛顿之谜

时间:2019-11-21 19:32:41  来源:站长精编  作者:网络

从18世纪起,牛顿开始被认为是现代科学家时代首屈一指的最伟大的人,一位理性主义者,一个教会我们在冷静的和纯粹的理性路线上思考的人,牛顿的名字一直是科学的代名词。于是随之而来的就有了许多谜团要我们去破解。牛顿为什么会终身未娶呢?牛顿是天才吗?牛顿小时候是什么样子的?牛顿还有哪些秘密是我们一时想不到的?牛顿是如何完成他的三大成就的?fPn文新网

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牛顿为什么会终身未娶呢?牛顿还有哪些秘密是我们一时想不到的?fPn文新网

1727年3月20日,伟大的科学家牛顿逝世。在他84岁离开人世时,为他抬棺材的是两位公爵、三位伯爵以及大法官。伏尔泰是这样描述的:“他是像一位深受自己的臣民爱戴的国王一样被安葬的,在他之前,是没有哪一位科学家享受如此殊荣的。在他之后,受到如此厚葬的也屈指可数。”就在牛顿去世后不久,18世纪伟大的诗人亚历山大·薄柏总结了世人对牛顿的评价:自然和自然规则在黑夜中躲藏,主说,让人类有牛顿!于是一切被光照亮。这句诗仍铭刻于牛顿的墓碑上。fPn文新网

从18世纪起,牛顿开始被认为是现代科学家时代首屈一指的最伟大的人,一位理性主义者,一个教会我们在冷静的和纯粹的理性路线上思考的人,牛顿的名字一直是科学的代名词。fPn文新网

但是,牛顿的真实面貌其实并不完全像我们所想像的那样。一切都源于一个神秘的箱子———牛顿的“黑匣子”,这个大箱子里,保存着许多证据,这些证据能够告诉后人,曾经占据和完全吸引着牛顿那颗热情和智慧的心灵的东西到底是什么。fPn文新网

牛顿是在剑桥大学工作时留下这些东西的,但他没有在离开剑桥的时候销毁它们,而是把它们保存在那个箱子里。黑匣子里的东西深深震惊着任何一双18或19世纪,甚至是我们现代人的探索的眼睛,那里面保存着数以百万字的他未发表过的著作。这些著作是牛顿在整个一生中艰难地隐藏着的秘密。fPn文新网

秘密随他逝去,在他死后,有人试图了解这个尘封的秘密。毕肖普·霍斯利奉命检查过这个箱子,并希望出版箱子里的那浩如烟海的作品,可是他看了箱子中的内容后,惊慌失措地猛然把箱子盖盖上了。100年后,戴维·布鲁斯特再次查看了那个箱子,但他通过小心地摘录和几个严肃的小谎言便把“黑匣子”里的真相完全掩盖了。fPn文新网

纸终究包不住火,“黑匣子”里的秘密最后终于还是被解开了。人们被“黑匣子”里的东西惊得目瞪口呆,那些证据表明,牛顿当时潜心研究的是长生不老药和废金属向黄金转化的方法。正像剧作家乔治·伯纳德·肖在戏剧《在好国王查理的黄金岁月》里放入牛顿口中的话一样,剧作家借角色表达了牛顿的心声:“有如此多更重要的事情需要去做:废金属向黄金的转换,长生不老药,光与颜色的魔术,压倒一切的是圣经的隐义。我却把时间浪费在了其他地方,多么大的时间浪费,无价的时间!”秘密著作的另一大部分是他推想和求索的宇宙的秘密真相———所罗门神殿的力量,圣经启示录、丹尼尔之书和关于教会历史的数百页论述。fPn文新网

看过“黑匣子”中的证据后,所有人都会认为牛顿不是理性时代的第一人,而是魔法家中的最后一个。牛顿的天性是玄奥的、隐蔽的,并且还有着深深的神经过敏,他的后继者惠斯顿把他评价成:“其性格是我所曾知道的最惧怕、最小心和多疑的性格之一。”所以他整个一生都疏远女性,终生未娶。fPn文新网

牛顿是天才吗?牛顿小时候是什么样子的?fPn文新网

一谈到牛顿,人们可能认为他小时候一定是个“神童”、“天才”、有着非凡的智力。其实不然,牛顿童年身体瘦弱,头脑并不聪明。在家乡读书的时候,很不用功,在班里的学习成绩属于次等。但他的兴趣却是广泛的,游戏的本领也比一般儿童高。平时他爱好制作机械模型一类的玩艺儿,如风车、水车、日晷等等。他精心制作的一只水钟,计时较准确,得到了人们的赞许。fPn文新网

有时,他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盏灯笼挂在风筝尾巴上。当夜幕降临时,点燃的灯笼借风筝上升的力升入空中。发光的灯笼在空中流动,人们大惊,以为是出现了彗星。尽管如此,因为他学习成绩不好,还是经常受到歧视。fPn文新网

当时,封建社会的英国等级制度很严重,中小学里学习好的学生歧视学习差的同学。有一次课间游戏,大家正玩得兴高采烈的时候,一个学习好的学生借故踢了牛顿一脚,并骂他笨蛋。牛顿的心灵受到这种刺激,愤怒极了。他想,我俩都是学生,我为什么受他的欺侮?我一定要超过他!从此,牛顿下定决心,发奋读书。他早起晚睡,抓紧分秒、勤学勤思。fPn文新网

经过刻苦钻研,牛顿的学习成绩不断提高,不久就超过了曾欺侮过他的那个同学,名列班级前茅。fPn文新网

时间对人是一视同仁的,给人以同等的量,但人对时间的利用不同,而所得的知识也大不一样。fPn文新网

世界上有许多着名的科学家的家境是清贫的。他们在通往成功的道路上,都曾与困苦的境遇作过顽强的斗争。牛顿少年时代的境遇也是十分令人同情的。fPn文新网

牛顿一六四二年出生在英国一个普通农民的家里。在牛顿出生前不久,他的父亲就去世了。母亲在他两岁那年改嫁了。当牛顿十四岁的时候,他的继父不幸故去了,母亲回到家乡,牛顿被迫休学回家,帮助母亲种田过日子。母亲想培养他独立谋生,要他经营农产品的买卖。  一个勤奋好学的孩子多么不愿意离开心爱的学校啊!他伤心地哭闹了几次,母亲始终没有回心转意,最后只得违心地按母亲的意愿去学习经商。每天一早,他跟一个老仆人到十几里外的大镇子去做买卖。牛顿非常不喜欢经商,把一切事务都交托老仆人经办,自己却偷偷跑到一个地方去读书。  时光渐渐流逝,牛顿越发对经商感到厌恶,心里所喜欢的只是读书。后来,牛顿索性不去镇里营商了,仅嘱老仆人独去。怕家里人发觉,他每天与老仆人一同出去,到半路停下,在一个篱笆下读书。每当下午老仆人归来时,再一同回家。  这样,日复一日,篱笆下的读书生活倒也其乐无穷。一天,他正在篱笆下兴致勃勃地读书,赶巧被过路的舅舅看见。舅舅一看这个情景,很是生气,大声责骂他不务正业;把牛顿的书抢了过来。舅舅一看他所读的是数学书,上面画着种种记号,心里受到感动。舅舅一把抱住牛顿,激动地说:孩子,就按你的志向发展吧,你的正道应该是读书。  回到家里后,舅舅竭力劝说牛顿的母亲,让牛顿弃商就学。在舅舅的帮助下,牛顿如愿以偿地复学了。fPn文新网

牛顿十六岁时数学知识还很肤浅,对高深的数学知识甚至可以说是不懂。“知识在于积累,聪明来自学习”。牛顿下决心靠自己的努力攀上数学的高峰。在基础差的不利条件下,牛顿能正确认识自己,知难而进。他从基础知识、基本公式重新学起,扎扎实实、步步推进。他研究完了欧几里德几何学后,又研究笛卡儿几何学,对比之下觉得欧几里德几何学肤浅,便悉心钻研笛氏几何学,直到掌握要领、融会贯通。遂之发明了代数二项式定理。传说中牛顿“大暴风中算风力”的佳话,可为牛顿身体力学的佐证。有一天,天刮着大风暴。风撒野地呼号着,尘土飞扬,迷迷漫漫,使人难以睁眼。牛顿认为这是个准确地研究和计算风力的好机会。于是,便拿着用具,独自在暴风中来回奔走。他踉踉跄跄、吃力地测量着。几次沙尘迷了眼睛,几次风吹走了算纸,几次风使他不得不暂停工作,但都没有动摇他求知的欲望。他一遍又一遍,终于求得了正确的数据。他快乐极了,急忙跑回家去,继续进行研究。有志者事竟成。经过勤奋学习,牛顿为自己的科学高塔打下了深厚的基础。不久,牛顿的数学高塔就建成了,二十二岁时发明了微分学,二十三岁时发明了积分学,为人类科学事业作出了巨大贡献。fPn文新网

有一次,他自己做了一架小风车带到学校。同学们都围拢过来看。正在一帮小家伙眨巴着眼睛羡慕牛顿的时候,一个同学怪声怪气地说:“哟!这风车做得还怪灵巧呢!”这同学讲的是反话,因为他平时学习成绩好,一直在牛顿之上,看到牛顿在他面前表演,很不服气,于是又提高嗓门说:“你这小风车外型造得还可以,可它为什么会转动,你懂得这原理吗?”fPn文新网

牛顿一时答不上来,脸就红了。那位同学劲头更足了:“哼!说不出来吧,可怜!自己做的东西自己讲不出原理,说明你只不过和木匠一样!”牛顿被他这番话羞得无地自容,他哭丧着脸,走开了。这时,原来围在牛顿身边的一群小同学也一个个对他另眼看待了。“木匠!木匠!连原理都讲不出来,还在这里显示!”说着,有的同学就动手打他的风车,别的同学也跟上去,七手八脚把牛顿的小风车打了个稀巴烂。fPn文新网

牛顿心里很难过,眼泪一滴滴地流下来,事后他细想:这些同学为什么欺侮我呀?还不是我自己不争气?自己为什么不下决心把功课学好呢?夜已经深了,小牛顿还在想白天发生的事。最后下了决心:一定要把功课学好。人小志不小,小牛顿自从立志勤学后,好像换了个人似的,上课认真听老师讲课。下课认真复习功课,有空还不忘他的小手艺。不多久,他的学习成绩就赶上来了,而且超过了骂他是“木匠”的那位同学,成为班里的优秀生。fPn文新网

牛顿是如何完成他的三大成就的?fPn文新网

万有引力和光的秘密fPn文新网

牛顿二十三岁时,鼠疫流行于伦敦。剑桥大学为预防学生受传染,通告学生休学回家避疫,学校暂时关闭。牛顿回到故乡林肯郡乡下。在乡下度过的休学日子里,他从没间断过学习和研究。万有引力、微积分、光的分析等发明的基础工作,都是这个期间完成的。fPn文新网

那时,乡下的孩子是常常用投石器打几个转转之后,把石抛得很远。他们还可以把一桶牛奶用力从头上转过,而牛奶不掉下来。fPn文新网

这些事实使他怀疑起来:“什么力量使投石器里面的石头,以及水桶里的牛奶不掉下来呢?对于这个问题,他曾想到开普勒和伽利略的思想。他从浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,广寒的月球,直至庞大的地球,进而想到这些庞然大物之间力的相互作用。这时,牛顿一头扎进“引力”的计算和验证中了。牛顿计划用这个原理验证太阳系各行星的行动规律。他首先推求月球距地球的距离,由于引用的资料数据不正确,计算的结果错了。因为依理推算月球围绕地球转,每分钟的向心加速度应是十六英尺,但据推算仅得十三点九英尺。在失败的困境中,牛顿毫不灰心和气馁,反而以更大的努力进行辛勤地研究。整整经过了七个春秋寒暑,到三十岁时终于把举世闻名的“万有引力定律”全面证明出来,奠定了理论天文学、天体力学的基础。fPn文新网

这时期牛顿还对光学进行了研究,发现了颜色的根源。一次,他在用自制望远镜观察天体时,无论怎样调整镜片,视点总是不清楚。他想,这可能与光线的折光有关。接着就实验起来。他在暗室的窗户上留一个小圆孔用来透光,在室内窗孔后放一个三棱镜,在三棱镜后挂好白屏接受通过三棱镜折进的光。结果,大出意外,牛顿惊异地看到,白屏上所接受的折光呈椭圆形,两端现出多彩的颜色来。对这个奇异的现象,牛顿进行了深入的思考。得知光受折射后,太阳的白光散为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。因此,白光(阳光)是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光线汇合而成。自然界雨后天晴,阳光经过天空中余下的水滴的折射、反射,形成五彩缤纷的虹霓,正是这个道理。fPn文新网

经过进一步研究,牛顿指出世界万物所以有颜色,并非其自身有颜色。太阳普照万物,各物体只吸收它所接受的颜色,而将它所不能接受的颜色反射出来。这反射出来的颜色就是人们见到的各种物体的颜色。这一学说准确地道出颜色的根源,世界上自古以来所出现的各种颜色学说都被它所推翻。fPn文新网

1642年的圣诞节,在英国.林肯郡.沃斯索普村一个农民家庭中,一个天才人物 –艾萨克.牛顿 (Isaac Newton) 出生。fPn文新网

牛顿出生前三个月,他的父亲已经去世了。两年后,他母亲改嫁,牛顿便由他的外祖母抚养。到了十二岁,牛顿在舅父的资助下进入皇家中学。可是这时的牛顿并不是个聪明伶俐的孩子,他在学校里的功课都做得很差,而且身体也不好,性格沉默和爱发白日梦,几乎没有出众之处。他的超人才智竟然是被一个野蛮的同学无理地在他身上踢了一脚而唤醒的!他跟那个同学打架而且打赢了,可是那个霸道的同学在功课下却远比牛顿好。于是牛顿便决心发奋,誓要在功课上超越他,结果他不单在皇家中学中名列前茅,十八岁时更进入了剑桥大学的三一学院。fPn文新网

1665年,正当牛顿在剑桥大学完成了学士课程之际,欧洲蔓延着恐怖的鼠疫,于是牛顿便回故乡了。在乡间,牛顿利用自制的三棱镜分析出太阳光的七种色彩,并发现了各单色光的曲折率的差异。fPn文新网

但奇怪的是牛顿对这非凡的发现三缄其口。原来他自知当时只不过是一个大学生,如果公开一个如此革命性的发现必然会触怒教授。结果五年以后,当他晋升为授才把昔日的发现公诸于世。fPn文新网

在乡间的那段期间,牛顿更创立了积分的方法,并将之广泛应用在物理和几何学上。有一夜,牛顿坐在乡间的一棵苹果树下沉思。忽然一个苹果掉落到地上。于是他发现所有的东西一旦失去支撑必然会坠下,继而他发现任何两物体之间都存在着吸引力,而这引力更与距离的平方成反比,总结出万有引力定律。可是,由于牛顿的性格孤僻及固执,他在二十年后才发表这理论。另外,牛顿亦在伽利略等人工作的基础上进行了深入研究和大量的实验。牛顿成了经典物理学的创始人。fPn文新网

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