艾萨克·牛顿是一位英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术士。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。
吴定初、黄萍主编的《牛顿:笃信上帝的科学家》沿着牛顿人生和思想发展的主要脉络,为我们还原了一个真实的牛顿,描述了近代科学奠基人牛顿辉煌的一生,既有他潜心研究运动定律、万有引力定律、微积分学和光学的探索历程,又有他童年与外祖母相依为命、中年为官直至铸币局局长任上去世的人生轨迹。
艾萨克·牛顿(Isaac Newton),1642年12月25日生于英格兰林肯郡乡下的一个小村落——艾尔斯索普村,1727年3月20日在伦敦病逝。是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家。牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。他晚年潜心于自然哲学与神学。
吴定初、黄萍主编的《牛顿:笃信上帝的科学家》为“图说中外名人”系列之一。
《牛顿:笃信上帝的科学家》图文并茂,引人入胜,对引导广大读者沿着科学巨匠的足迹去探索大自然的奥秘,具有重要帮助。
白石小屋
冷冽的空气,使地面像结冻了似的。寒冷的冬日里,东方的天空,朦胧发白,大地仿佛披上一重薄雾般的面纱。
山丘上一座普通庄主的住宅,只见房子的灯火通明,暖烘烘地照耀着整个房间。三楼的窗口有人影在频频闪动。
太阳刹那间闪现,照射着这座宅邸。铅色的天空,使它更明显地浮凸出来。
在公鸡喔喔啼声中,夜色逐渐消逝。
雾在不知不觉间,陆续不断地飘向山谷。
有两个面戴黑纱的女人,出现在宅邸门口。一个瘦瘦高高,一个矮矮胖胖。两个女人都冻得发抖,瘦女人向胖女人踏进一步,全身抖动,大声说:“珍,你真是多嘴……何必呢?”
珍温和地回答:“多嘴么?绝不是的。”
瘦女人挥着两手说:“给那样不足月的娃娃吃什么药?简直是多余!从药店回来的时候,说不定已经是冷冰冰的了。这样子的冷天,还要跑到河对面去,真是神经病。珍,你好管闲事,真令人吃不消……哦,好冷啊!”
瘦女人是个鹰钩鼻、驼背的老妇女,看起来像个使魔法的巫女。她叽里呱啦连珠炮似地讲着,双手不停地挥舞,简直就像骷髅在跳舞。
“我们是特地被请来接生的,那样做可不太好吧。娃娃既然生下来了,当然希望平安无事地养大,不是吗?卡罗莱茵。”胖胖的珍说着。
被叫做卡罗莱茵的瘦女人,缩缩双肩,无奈地看了珍一眼。
三百多年前的英国农村,没有专门以助产妇或助产士为业的人。因为人口稀少而分散,她们很难赖以为生。珍和卡罗莱茵有接生的经验,所以被请来接生了。
在白石小屋的二楼,刚生下来的垂死的男婴和他母亲汉娜静静地躺在床上。一个女人手拿尿布,在床边团团转。
“爱丽莎,对不起!累了吧。”
汉娜有气无力地招呼着。那位名叫爱丽莎的女人是跑来帮忙的邻居。
“夫人……药怎么不快点来?……” 爱丽莎担忧地看着睡在母亲身旁使出浑身力气而哭声微弱的小男婴。
“爱丽莎,到北瓦萨姆的药店是很辛苦的……不如祈求神明保佑这个孩子能得救……”
爱丽莎跪在床前,小声祈祷。
门口的两个助产妇还在继续争论。她们的声音,愈来愈高,居然忘记了寒冷。
“珍,你这个人太任性了!”
“那么,我就一个人到药店去,你就在二楼等着吧。”
“我就是讨厌庄主。王党派是我的敌人,要我在二楼等,还不如去跑一趟。”卡罗莱茵怒气汹汹地说。
1642年,英国发生了内战。林肯郡一带本是议会派的地盘,但地主多为王党派。牛顿家也是王党派。可是,卡罗莱茵的儿子却参加了议会军,正在作战。
“卡罗莱茵,婴儿是无辜的。何况王党派的地主已被召往天国,他生前从没有亏待过别人。爱丽莎的羊跑进他的玉米地里,糟蹋了一大片,竟没有挨打或罚钱,这不就是他的仁慈么?”珍祈求似地诉说着。
这一天是圣诞节。所以,卡罗莱茵一开头就气愤愤地,因为她想早点到女儿家,看看可爱的外孙儿们。
北瓦萨姆是在过了瓦萨姆河约一两里的一个小市镇。
两个女人在冷得透骨的寒气中,不再开口,往山谷下走了。
当她们把药放进口袋,开始走向归途的时候,背部居然出了点汗。
“只剩一半路了,快点走吧。”胖胖的珍喘着气说完之后,加快了脚步。
“我也在拼命赶啊!”
这时的牛顿家中,初为人母的汉娜,躺在逐渐衰弱的婴儿旁边,急得快要昏死过去。爱丽莎见了,惊慌得手足无措。
这是三百多年前的1642年12月25日,发生在英国偏僻的艾尔斯索普的事情。
在圣诞节这一天,生下娃娃的年轻母亲是庄主的夫人,汉娜·牛顿。
英国是基督教国家,几乎全国的人都是基督的信徒,但却分成三派:有的信仰最古老的旧教天主教,有的是信仰标榜清净生活的清教徒,有的是信仰因政治理由修正旧教而成的英国国教的国教徒。
天主教的领袖是罗马教皇,国教的领袖是英国国王,只有清教徒没有最高领导者,所以清教徒时常受到国王压迫。由于这个缘故,有一批清教徒搭乘了“五月花号”,远渡重洋到新世界的北美去开创天地。
在英国的清教徒奋力争取更多的议会席位,以便抵制国王查理一世的专制压迫,因而发生了所谓清教徒革命的内乱。
就在这一年年底,不足月的男婴出生于艾尔斯索普。
过年后不久,地主宅邸有一个牧师来访,这位牧师名叫詹姆士·埃司可夫,是汉娜的哥哥。
“汉娜,听助产妇说,娃娃小到可以放入一夸特量器内,现在怎么样了?”
能对她这样随便说话的,只有牧师一人。
“来,来……”
牧师见到娃娃像刚孵出来的麻雀一样,脑袋大大的,身体却出奇地小,不禁吃了一惊。他喃喃地说:“一夸特量器,说得真妙!”
一夸特相当于四公升的容量。
“哎呀,别说得那么难听,已经长大一些了。”
汉娜鼓胀了两颊,从床上下来。
“能平安养大了就好。”牧师担心着说。
“你不知道,比刚生下来的时候已经好多了。看样子,顺利长大是没有问题,我一定要好好抚养他。”
“嗯,艾萨克还在的话……”
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艾萨克·牛顿(Isaac Newton),1642年12月25日生于英格兰林肯郡乡下的一个小村落——艾尔斯索普村,1727年3月20日在伦敦病逝。是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家。牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。他晚年潜心于自然哲学与神学。
他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》中,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律,从而消除了人们对太阳中心说的最后一丝疑虑,并推动了科学革命。
清苦的童年生活使他性情羞怯而孤独。一位老师曾断言:“这孩子将来一定是个非常迟钝的呆子。”然而就是这个沉默寡言、喜欢做木工活的孩子,后来靠着自己的天才和勤奋,发现了万有引力定律、三大运动定律,同时,在数学、天文学、光学等许多方面为人类的科学进步事业作出了巨大贡献,成为被全世界所尊敬的科学巨人。
1707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为《普遍算术》。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果。如,他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数,即“牛顿幂和公式”。
牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在1736年出版的《解析几何》中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多研究成果总结成专论《三次曲线枚举》,于1704年发表。此外,他的数学研究还涉及数值分析、概率论和初等数论等众多领域。
牛顿不但擅长数学计算,而且能够自己动手制造各种试验设备并且做精细实验。为了制造望远镜,他自己设计了研磨抛光机,实验各种研磨材料。1668年,他制成了第一架反射望远镜样机,这是第二大贡献。1671年,牛顿把经过改进的反射望远镜献给了英国皇家学会,因之牛顿名声大振,并被选为英国皇家学会会员。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。
同时,牛顿还进行了大量的观察实验和数学计算,比如研究惠更斯发现的冰川石的异常折射现象、虎克发现的肥皂泡的色彩现象、“牛顿环”的光学现象等等。
牛顿还提出了光的“微粒说”,认为光是由微粒形成的,并且走的是最快速的直线运动路径。他的“微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。此外,他还制作了牛顿色盘等多种光学仪器。
他生前就成为科学界的主宰,几乎被当作偶像崇拜。他作为英国皇家学会连任二十四年的终身会长、法国科学院至尊的外国院士,还兼任英国造币局局长和国会议员,并前所未有地被封为贵族,获得爵士称号。他死后又第一个作为自然科学家获得国葬,长眠于西敏斯特教堂,这是历代帝王和第一流名人的墓地。
牛顿身后的声望有增无减。他不仅以不朽的著作《自然哲学的数学原理》《光学》等流传于世,而且由于后继大师们的发展,他的思想观念长期统率着科学战线上的士卒。他在物理、数学研究上的主要成果,至今仍是各国大中学生必修的功课。
本书沿着牛顿人生和思想发展的主要脉络,为我们还原了一个真实的牛顿,描述了近代科学奠基人牛顿辉煌的一生,既有他潜心研究运动定律、万有引力定律、微积分学和光学的探索历程,又有他童年与外祖母相依为命、中年为官直至铸币局局长任上去世的人生轨迹。本书图文并茂,引人入胜,对引导广大读者沿着科学巨匠的足迹去探索大自然的奥秘,具有重要帮助。