光学部分光学部分 力学部分 力学部分 电磁部分 电磁部分 伽利略牛顿 笛卡儿 力学部分 返回 牛顿(牛顿(Isaac Isaac Newton Newton,,1643 1643~~1727 1727)伟 大的物理学家、天文学家和数学家,经大的物理学家、天文学家和数学家,经 典力学体系的奠基人。 典力学体系的奠基人。 牛顿牛顿1643 1643年年1 1月月4 4日(儒略历 日(儒略历1642 1642年年 12 12月月25 25日)诞生于英格兰东部小镇乌尔 日)诞生于英格兰东部小镇乌尔 斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个 斯索普一个自耕农家庭。出生前八九个 月父死于肺炎。自小瘦弱,孤僻而倔强。 月父死于肺炎。自小瘦弱,孤僻而倔强。 33岁时母亲改嫁,由外祖母抚养。 岁时母亲改嫁,由外祖母抚养。11 11岁时 继父去世,母亲又带继父去世,母亲又带33个弟妹回家务农。 个弟妹回家务农。 在不幸的家庭生活中,牛顿小学时成绩 在不幸的家庭生活中,牛顿小学时成绩 较差,‚除设计机械外没显出才华‛。 较差,‚除设计机械外没显出才华‛。 在1665~1666年,伦敦流行鼠疫的两年间,牛顿回到家乡。这两年牛顿才华横溢,作出了多项发明。1667年重返剑桥大学,1668年7月获硕士学位。1669年巴罗 推荐26岁的牛顿继任卢卡斯讲座教授,1672年成为皇家学会会员,1703年成为皇家 学会终身会长。1699年就任造币局局长,1701年他辞去剑桥大学工作,因改革币 制有功,1705年被封为爵士。1727年牛顿逝世于肯辛顿,遗体葬于威斯敏斯特教 牛顿的伟大成就与他的刻苦和勤奋是分不开的。他的助手H.牛顿说过,‚他很少在两、三点前睡觉,有时一直工作到五、六点。春天和秋天经常五、六个星 期住在实验室,直到完成实验。‛他有一种长期坚持不懈集中精力透彻解决某一 问题的习惯。他回答人们关于他洞察事物有何诀窍时说:‚不断地沉思‛。这正 是他的主要特点。对此有许多故事流传:他年幼时,曾一面牵牛上山,一面看书, 到家后才发觉手里只有一根绳;看书时定时煮鸡蛋结果将表和鸡蛋一齐煮在锅里; 有一次,他请朋友到家中吃饭,自己却在实验室废寝忘食地工作,再三催促仍不 出来,当朋友把一只鸡吃完,留下一堆骨头在盘中走了以后,牛顿才想起这事, 可他看到盘中的骨头后又恍然大悟地说:‚我还以为没有吃饭,原来我早已吃过 牛顿的成就,恩格斯在《英国状况十八世纪》中概括得最为完整:‚牛顿由于发明了万有引力定律而创立了科学的天文学,由于进行了光的分解而创立了科 学的光学,由于创立了二项式定理和无限理论而创立了科学的数学,由于认识了 力的本性而创立了科学的力学‛。(牛顿在建立万有引力定律及经典力学方面的 成就详见本手册相关条目),这里着重从数学、光学、哲学(方法论)等方面的 成就作一些介绍。 牛顿自小热爱自然,喜欢动脑动手。8岁时积攒零钱买了锤、锯来做手工,他特别喜欢刻制日晷,利用圆盘上小棍的投影显示时刻。传说他家里墙角、窗台上到处 都有他刻划的日晷,他还做了一个日晷放在村中央,被人称为‚牛顿钟‛,一直 用到牛顿死后好几年。他还做过带踏板的自行车;用小木桶做过滴漏水钟;放过 自做的带小灯笼的风筝(人们以为是彗星出现);用小老鼠当动力做了一架磨坊 的模型,等等。他观察自然最生动的例子是15岁时做的第一次实验:为了计算风 力和风速,他选择狂风时做顺风跳跃和逆风跳跃,再量出两次跳跃的距离差。牛 顿在格兰瑟姆中学读书时,曾寄住在格兰瑟姆镇克拉克药店,这里更培养了他的 科学实验习惯,因为当时的药店就是一所化学实验室。牛顿在自己的笔记中,将 自然现象分类整理,包括颜色调配、时钟、天文、几何问题等等。这些灵活的学 习方法,都为他后来的创造打下了良好基础。 牛顿曾因家贫停学务农,在这段时间里,他利用一切时间自学。放羊、购物、 农闲时,他都手不释卷,甚至羊吃了别人庄稼,他也不知道。他舅父是一个神父, 有一次发现牛顿看的是数学,便支持他继续上学。1661年6月考入剑桥大学三一学 院。作为领取补助金的‚减费生‛,他必须担负侍候某些富家子弟的任务。