科學(xué)巨匠牛頓

喜愛閱讀的少年

1643年，英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯普，一個普通的自耕農(nóng)家庭中誕生了一個早產(chǎn)的男嬰。這個男嬰身體孱弱，體重只有3磅，人們擔(dān)心這個小家伙可能活不長。可是，就是這個剛剛出生便生命危在旦夕的嬰兒身上卻發(fā)生了奇跡，在后天的不斷調(diào)養(yǎng)和鍛煉下，他不僅維持住了性命，而且身體很強壯，竟然活到了85歲高齡（1643～1727）。而這個男嬰在世界科學(xué)史上所做出的貢獻(xiàn)，猶如他的生命一樣也創(chuàng)造了奇跡。這個人便是震古爍今的科學(xué)偉人——艾薩克·牛頓。

牛頓出生前的兩個月，父親就離開了人世。幾年后，母親改嫁，將牛頓寄養(yǎng)在外祖母身邊。正是因為這樣的早年經(jīng)歷，牛頓養(yǎng)成了沉默寡言、倔強執(zhí)著的性格。面對牛頓日后的種種科學(xué)成就，人們往往會覺得他年幼時一定是個神童、天才。可是，事實恰恰相反，少年時的牛頓資質(zhì)平平，學(xué)習(xí)成績一般。但是，他的興趣幫助了他，他對閱讀有著濃厚的興趣。最初，他喜歡看一些有關(guān)簡單機(jī)械模型制作方法的書籍，然后自己領(lǐng)會其中的機(jī)械原理，動手做出很多有趣的小玩具，如小水鐘、風(fēng)車等。12歲時，牛頓就讀于格蘭瑟姆中學(xué)。雖然成績依舊平平，但是他的閱讀范圍愈加廣泛且深入，他認(rèn)真閱讀幾何學(xué)、哥白尼的日心說等，并分門別類地做讀書筆記。他常常陷入沉思當(dāng)中，然后做各種別出心裁的小實驗、小發(fā)明。也正因為如此，牛頓的老師認(rèn)為他學(xué)習(xí)態(tài)度不認(rèn)真，影響了學(xué)習(xí)成績，將他的小發(fā)明模型打得粉碎。這個小小的挫折激勵了牛頓的斗志，由此，他開始發(fā)奮苦讀。進(jìn)步之快，令老師和同學(xué)們瞠目結(jié)舌。

也正是在這段時間，牛頓有過一段珍貴美好的感情。在這所中學(xué)就讀時，牛頓寄宿在藥劑師克拉克的家里。在這里，他不僅受到化學(xué)實驗的熏陶，同時也與藥劑師的女兒斯托雷小姐建立了深厚的感情。他們志趣相投，在一起度過了一段浪漫美好的時光。牛頓被斯托雷小姐深深吸引，但是后來因為種種原因，他們沒有結(jié)合在一起。這并沒有改變牛頓對斯托雷小姐的一往情深，不管日后的她在婚姻與生活上有怎樣的際遇，牛頓仍舊對她予以各方面的幫助，而且自己終生未娶。

求知之路

牛頓的求學(xué)生涯并不是一帆風(fēng)順的。牛頓的母親在第二任丈夫去世后，帶著與第二任丈夫的三個孩子回到牛頓身邊。迫于生活的壓力，牛頓的母親決定讓牛頓休學(xué)在家，以便協(xié)助她供養(yǎng)家庭。但是，牛頓常常埋頭讀書，忘了身邊的事情。一次，牛頓躲過自己的活計，刻苦鉆研一個數(shù)學(xué)問題時，被做神父的舅舅發(fā)現(xiàn)。牛頓小小年紀(jì)便具有這般求知若渴的精神深深地打動了舅舅。于是，在舅舅的努力勸說下，牛頓的母親同意了牛頓復(fù)學(xué)，牛頓得到繼續(xù)學(xué)習(xí)深造的機(jī)會，學(xué)業(yè)有了很大的進(jìn)步。

1661年，19歲的牛頓邁入了大學(xué)殿堂，就讀于有著濃郁學(xué)術(shù)氛圍并可以呼吸到自由空氣的劍橋大學(xué)三一學(xué)院。當(dāng)時的劍橋大學(xué)受社會環(huán)境的影響，在教育方面仍舊以中世紀(jì)的經(jīng)院哲學(xué)為主。直到有著豐富閱歷，游歷過歐洲大陸的學(xué)者巴羅的到來，他為劍橋大學(xué)帶來了自然科學(xué)的清新空氣。巴羅教授所擔(dān)任的講座中，滲透著科學(xué)的思想，并傳播著他所鉆研過歐洲大陸的各種科學(xué)理論和研究方法。這大大開闊了劍橋大學(xué)的學(xué)生的視野，這其中的受益者當(dāng)然也有牛頓。牛頓面對這廣闊的科學(xué)領(lǐng)域，如醉如癡。牛頓的天賦和努力吸引了巴羅教授的目光，牛頓的才華和對科學(xué)的癡迷精神令他大加贊賞，他毫不保留地將自己的數(shù)學(xué)知識傳授給牛頓，并帶領(lǐng)牛頓走向近代自然科學(xué)的研究領(lǐng)域。此外，牛頓對開普勒、笛卡爾、伽利略、胡克、歐幾里得等人的科學(xué)著作都進(jìn)行了深入的研究和學(xué)習(xí)。1664年，牛頓被巴羅選為自己的助手并獲得了獎學(xué)金。1665年，牛頓獲得了劍橋大學(xué)的學(xué)士學(xué)位。

可是，就在這時，瘟疫席卷了倫敦市區(qū)。為了學(xué)生們的生命安全，劍橋大學(xué)不得不停止授課，遣散學(xué)生。1665年的夏天，牛頓回到了自己的家鄉(xiāng)。恐怖的氣氛并沒有影響到牛頓的心情，回到家鄉(xiāng)后的兩年里，安靜的環(huán)境為牛頓專心致志地思考與研究科學(xué)問題提供了良好的條件。牛頓秉持著在劍橋所培養(yǎng)的自然科學(xué)和數(shù)學(xué)鉆研精神，開始了進(jìn)一步的跨越前人的思考。1665年，23歲的牛頓發(fā)現(xiàn)了數(shù)學(xué)中著名的“二項式定理”，建立了微分學(xué)，而后又建立了積分學(xué)。1666年，牛頓研究光學(xué)，用三棱鏡研究顏色理論，成為第一個發(fā)現(xiàn)太陽光譜的人。他還對重力問題進(jìn)行研究，并想把重力理論推廣到月球的運行軌道上去，從開普勒定律中他推導(dǎo)出使行星保持在它們軌道上的力與它們到旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比。此外，牛頓看到蘋果落地而聯(lián)想到的地球引力的故事，也是發(fā)生在這一時期。

輝煌的科學(xué)碩果

1667年年初，疫情漸漸得到控制。牛頓也接到了劍橋大學(xué)開學(xué)的通知。他告別了家鄉(xiāng)、親人和這段充實安靜的歲月，重返劍橋。回到劍橋后，牛頓暫時未公開自己的科研成果，但是他刻苦的科研精神和顯露出的科研才能已經(jīng)引起了校方的高度重視。1669年，牛頓被授予劍橋大學(xué)的教授職務(wù)，并接替巴羅教授擔(dān)任了魯卡斯講座的第二代教授。此時的牛頓，年僅27歲。

牛頓重返劍橋之后，第一個研究成果是反射式望遠(yuǎn)鏡，這個望遠(yuǎn)鏡長約152厘米，卻可以將目標(biāo)放大40倍，沒有色差，比折射式望遠(yuǎn)鏡更加清晰，能夠觀測到木星以及四個衛(wèi)星、金星和月球表面的山谷。牛頓激動地將這一發(fā)明告訴了他的導(dǎo)師巴羅教授，得到了巴羅教授的大加贊賞。一次，已經(jīng)辭去教授職位，并擔(dān)任皇家教堂祭司的巴羅教授，將牛頓的這一發(fā)明告訴了前來拜訪的同樣是皇家學(xué)會重要成員的國王查理二世，查理二世對這架望遠(yuǎn)鏡表現(xiàn)出了濃厚的興趣，這件事同時也吸引了整個皇家學(xué)會的重視。1672年1月，牛頓的這架反射式望遠(yuǎn)鏡通過了皇家學(xué)會主席的考察，皇家學(xué)會吸收牛頓為會員，當(dāng)時牛頓不滿30歲。

作為對皇家學(xué)會的回報，1672年2月，牛頓將他幾年來對光學(xué)的研究成果撰寫成題為《關(guān)于光與顏色的理論》的論文遞交給皇家學(xué)會，其中有他的另一項光學(xué)發(fā)現(xiàn)——光的顏色理論。這再一次引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注，此后對光的本性的論證長達(dá)數(shù)年之久，最終以牛頓粒子說的勝利而告一段落。這也給牛頓在學(xué)術(shù)界帶來了極高的聲望。此外，牛頓還出版了《自然科學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書。此書籍堪稱巨著，奠定了經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ)，并完成了力學(xué)革命，同時確立了牛頓在科學(xué)史上舉足輕重的地位。1703年，牛頓被選為皇家學(xué)會主席。

除了對科學(xué)領(lǐng)域的鉆研，牛頓還擔(dān)任了社會職務(wù)，涉足政界。鑒于英國當(dāng)時幣制混亂的局面，牛頓受英國財政部的聘請，出任“皇家造幣廠監(jiān)督”這一要職，運用他長期以來對煉金術(shù)的研究，在短短3年間就完成了全國貨幣的更新。此外，牛頓還兩次當(dāng)選為議會議員。1705年安妮女王親自授予牛頓爵士頭銜，使他成為英國歷史上第一位被封爵的學(xué)者。此時，牛頓的聲望遍及全國。

晚年的牛頓，開始篤信宗教神學(xué)，他把上帝看成是宇宙萬物第一推動力的來源。1727年3月20日，這位85歲高齡的科學(xué)巨匠走完了他的一生。英國政府為其舉辦了隆重的國葬，將他安葬在倫敦威斯敏斯特教堂。