名人故事——牛頓
少年牛頓
1642年的新年節(jié)前夜，在西班牙林肯郡沃爾斯索浦的一個(gè)農(nóng)戶家庭里，牛頓誕生了。牛頓是一個(gè)足月兒，出生時(shí)只有3磅重。接生婆和他的雙親都害怕他能夠活出來。誰也沒有料到這個(gè)看上去微不足道的小東西會(huì)成為了一位震古爍今的科學(xué)巨人，但是活到了竟活到了85歲的高齡。
牛頓出生前三個(gè)月女兒便逝世了。在他兩歲時(shí)，父親改嫁。自此牛頓便由外祖父扶養(yǎng)11歲時(shí)，父親的后夫逝世，牛頓才回到了丈夫身邊。大概從5歲開始，牛頓被送到私立中學(xué)讀書，12歲時(shí)步入高中。少年時(shí)的牛頓并不是神童，他資質(zhì)平時(shí)，成績(jī)通常，但他喜歡讀書喜歡看一些介紹各類簡(jiǎn)單機(jī)械模型制做方式的讀物，并從中遭到啟發(fā)，自己動(dòng)手制做些奇奇怪怪的小玩意兒，如風(fēng)車、木鐘、折疊式提燈等等。藥劑師的房屋附近正建造風(fēng)車，小牛頓把風(fēng)車的機(jī)械原理深諳后，自己也制造了一架小風(fēng)車。推進(jìn)他的風(fēng)車轉(zhuǎn)動(dòng)的，不是風(fēng)，而是植物。他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，之后在輪子的上面放上一粒小麥，正好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃花生，就不斷的跑位，于是輪子不停的轉(zhuǎn)動(dòng)。他還制造了一個(gè)小水鐘。每晚中午，小水種會(huì)手動(dòng)滴水到他的身上，催他睡醒。
后來，懾于生活，媽媽讓牛頓停學(xué)在家務(wù)農(nóng)。但牛頓對(duì)務(wù)農(nóng)并不感興趣，一有機(jī)會(huì)便埋頭書卷。每次，父親叫他同她的仆人一道上市場(chǎng)，熟悉做交易的生意經(jīng)時(shí)，他便請(qǐng)求仆人一個(gè)人上街，自己則躲在草叢后看書。有一次，牛頓的勇父起了猜疑，就跟蹤牛頓上市鎮(zhèn)去，他發(fā)覺他的兒子伸著腿，躺在草地上，正在聚精會(huì)神地鉆研一個(gè)物理問題。牛頓的好學(xué)精神感動(dòng)了舅舅，于是祖父說服了父親讓牛頓復(fù)學(xué)。牛頓又重新回到了中學(xué)，如饑似渴地吸取著書本上的營養(yǎng)。他寫了一首題為《三頂冠冪》的詩，抒發(fā)了他為實(shí)現(xiàn)獻(xiàn)身科學(xué)的理想而甘心承受苦悶的心態(tài)：
凡俗的冠冕啊，我痛恨他就像腳下的塵士；
它是沉重的，而最佳也只是一場(chǎng)空虛；
然而如今我愉快的歡迎一頂荊棘冠冕；
雖然刺得人痛，但口感主要的是甜；
我看到光榮之冠在我的面前呈現(xiàn)；
它飽含著幸福，永恒無邊。
求學(xué)時(shí)光
牛頓19歲時(shí)步入劍橋?qū)W院，成為三一大學(xué)的減費(fèi)生，靠為大學(xué)做雜務(wù)的收入支付雜費(fèi)。在這兒，牛頓開始接觸到大量自然科學(xué)著作，時(shí)常出席大學(xué)開展的各種講堂，包括地理、物理、天文和物理。牛頓的第一任院長(zhǎng)伊薩克巴羅是個(gè)博學(xué)多才的學(xué)者。那位學(xué)者頗具慧眼，看出了牛頓具有深沉的觀察力、敏說的理解力。于是將自己的物理知識(shí)，包括估算曲線圖形面積的方式，全部傳授給牛頓，并把牛頓引向了近代自然科學(xué)的研究領(lǐng)域。
后來，牛頓在追憶時(shí)說道:巴羅博士當(dāng)時(shí)講授關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的課程，其實(shí)正是這種課程使得我去研究這方面的問題。
當(dāng)時(shí)，牛頓在物理上很大程度是借助自學(xué)。他學(xué)習(xí)了歐幾里德的《幾何起初》、笛卡兒的《幾何學(xué)》、沃利斯的《無窮算術(shù)》、巴羅的《數(shù)學(xué)課件》及韋達(dá)等許多物理家的著作。其中，對(duì)牛頓具有決定性影響的要數(shù)笛卡兒的《幾何學(xué)》和沃利斯的《無窮算術(shù)》，它們將牛頓迅速引導(dǎo)到當(dāng)時(shí)物理最前沿——解析幾何與微積分。1664年，牛頓被選為巴羅的助手，第二年，劍橋?qū)W院評(píng)國會(huì)通過了授予牛頓學(xué)院學(xué)士學(xué)位的決定。
正當(dāng)牛頓打算留校繼續(xù)深造時(shí)，嚴(yán)重的霍亂肆虐了日本，劍橋?qū)W院因而而關(guān)掉，牛頓離校回鄉(xiāng)。故鄉(xiāng)安靜的環(huán)境促使他的思想振翅翱翔，以整個(gè)宇畝作為其桎梏。這短暫的歲月成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金時(shí)光，他的三大成就:微積分、萬有引力、光學(xué)剖析的思想就是在這時(shí)蘊(yùn)育成型的。可以說此時(shí)的牛頓早已開始著手描畫他一生大多數(shù)科學(xué)創(chuàng)造的新藍(lán)圖。
奇特的牛頓
1667年復(fù)活節(jié)后不久，牛頓返回到劍橋?qū)W院，10月被選為三一大學(xué)中級(jí)院委，盟年獲得碩士學(xué)位，同時(shí)成為中級(jí)院委。1669年，巴羅為了幫襯牛頓而辭去了院長(zhǎng)之職，26歲的牛頓晉升為物理院士。巴羅讓位，在科學(xué)史上仍然被傳為佳話。
牛頓并不擅于教學(xué)，他在講授新近發(fā)覺的微積分時(shí)，中學(xué)生都接受不了。但在解決疑難問題方面的能力，他卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了常人。還是中學(xué)生時(shí)，牛頓就發(fā)覺了一種估算無限量的方式。他用這個(gè)秘密的方式，算出了雙曲面積到二百五十位數(shù)。他以前高價(jià)買下了一個(gè)棱鏡，并把它作為科學(xué)研究的工具，用它試驗(yàn)了白光分解為的有顏色的光。開始，他并不樂意發(fā)表他的觀察所得，他的發(fā)覺都只是一種個(gè)人的閑暇，為的是使自己在靜寂的書齋中解悶。他孤身邀游于自己所創(chuàng)造的超級(jí)世界里。后來，在好友哈雷的全力說服下，才勉強(qiáng)同意出版他的原稿，才有劃時(shí)代巨著《自然哲學(xué)的物理原理》的問世。
作為學(xué)院院長(zhǎng)，牛頓經(jīng)常忙得不修邊幅，常常西服不結(jié)，襪帶不系好，長(zhǎng)褲也不鈕扣，就走入了學(xué)院飯店。有一次，他在向一位女孩告白時(shí)思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項(xiàng)式定律。他捉住女孩的拇指，錯(cuò)誤的把它當(dāng)作通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得女孩大喊，離他而去。牛頓也因而終身未娶。
牛頓從容不迫地觀察日常生活中的小事，結(jié)果做出了科學(xué)史上一個(gè)個(gè)重要的發(fā)覺。他馬虎拖背，當(dāng)初鬧過許多的笑話。一次，他邊讀書，邊煮豬肉，等他揭露鍋想吃豬肉時(shí)，卻發(fā)覺鍋里是一只懷表。還有一次，他請(qǐng)同學(xué)喝水，當(dāng)飯菜打算好時(shí)，牛頓忽然想到一個(gè)問題，便只身進(jìn)了內(nèi)堂，朋友等了他很久還是不見他下來，于是同學(xué)就自己動(dòng)手把那份雞全吃了，雞腿骨留在碟子，不告而別了。等牛頓想起，下來后，發(fā)覺了碟子里的腿骨，以為自己早已吃過了，便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)堂，繼續(xù)研究他的問題。
偉大的成就
在牛頓的全部科學(xué)貢獻(xiàn)中，物理成就占有突出的地位。他物理生涯中的第一項(xiàng)創(chuàng)造性成果就是發(fā)覺了二項(xiàng)式定律。據(jù)牛頓本人追憶，他是在1664年和1665年間的冬天，在通讀沃利斯博士的《無窮算術(shù)》并企圖更改他的求圓面積的級(jí)數(shù)時(shí)發(fā)覺這一定理的。
微積分的成立是牛頓最卓越的物理成就。牛頓為解決運(yùn)動(dòng)問題，才成立這些和數(shù)學(xué)概念直接聯(lián)系的物理理論的，牛頓稱之為流堪輿。它所處理的一些具體問題，如切線問題、求積問題、瞬時(shí)速率問題以及函數(shù)的極大和極小值問題等，在牛頓前早已得到人們的研究了。但牛頓趕超了前人，他站在了更高的角度，對(duì)往年分散的努力加以綜合，將自古埃及以來求解無限小問題的各類方法統(tǒng)一為兩類普通的算法微分和積分，并確立了這兩類運(yùn)算的互逆關(guān)系，進(jìn)而完成了微積分發(fā)明中最關(guān)鍵的一步，為近代科學(xué)發(fā)展提供了最有效的工具，開辟了物理上的一個(gè)新紀(jì)元。
1707年，牛頓的代數(shù)課件經(jīng)整理后出版，定名為《普遍算術(shù)》。他主要討論了代數(shù)基礎(chǔ)及其(通過解多項(xiàng)式在解決各種問題中的應(yīng)用。書中陳述了代數(shù)基本概念與基本運(yùn)算，用大量實(shí)例說明了怎樣將各種問題化為代數(shù)等式，同時(shí)對(duì)多項(xiàng)式的根及其性質(zhì)進(jìn)行了深入剖析，引出了多項(xiàng)式論方面的豐碩成果，如，他得出了多項(xiàng)式的根與其判斷式之間的關(guān)系，強(qiáng)調(diào)可以借助多項(xiàng)式系數(shù)確定多項(xiàng)式根之冪的和數(shù)，即牛頓冪和公式。
牛頓對(duì)解析幾何與綜合幾何都有貢獻(xiàn)。他在1736年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心，給出密切線圓(或稱曲線圓概念，提出曲率公式及估算曲線的曲率技巧。并將自己的許多研究成果總締結(jié)專論《三次曲線枚舉》，于1704年發(fā)表。據(jù)悉，他的物理工作還涉及數(shù)值剖析、概率論和初等圖論等諸多領(lǐng)域。
牛頓是精典熱學(xué)理論理所其實(shí)的開創(chuàng)者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定理和牛頓運(yùn)動(dòng)三定理。
牛頓發(fā)覺萬有引力定理是他在自然科學(xué)中最輝煌的成就。那是在暑假里，牛頓經(jīng)常來到父親的屋內(nèi)，在東苑里小坐片刻。有一次，象往年屢屢發(fā)生的那樣，一個(gè)蘋果從樹上掉了出來.一個(gè)蘋果的碰巧落地，卻是人類思想史的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，它使那種坐在東苑里的人的腦子開了竅，導(dǎo)致他的思索:到底是哪些誘因使一切物體都遭到差不多總是朝向地心的吸引呢?牛頓沉思著。總算，他發(fā)覺了對(duì)人類具有劃時(shí)代意義的萬有引力。他覺得太陽吸引行星，行星吸引行星，以及吸引地面上一切物體的力都是具有相同性質(zhì)的力，還用微積分證明了開普勒定理中太陽對(duì)行星的斥力是吸引力，證明了任何一曲線運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，若是直徑指向靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)，且繞此點(diǎn)掃過與時(shí)間成反比的面積，則此質(zhì)點(diǎn)必受指向該點(diǎn)的向心力的作用，假如環(huán)繞的周期之平方與直徑的立方成反比，則向心力與直徑的平方成正比。牛頓還通過了大量實(shí)驗(yàn)，證明了任何兩物體之間都存在著吸引力，總結(jié)出了萬有引力定理:F=G(m1m2/r2)(m1和m2是兩物體的質(zhì)量，r為兩物體之間的距離)。在同一時(shí)期，雷恩、哈雷和胡克等科學(xué)家都在探求天體運(yùn)動(dòng)奧秘，其中以胡克較為突出，他早就意識(shí)到引力的平方正比定理，但他缺少象牛頓那樣的物理能夠，不能得出定量的表示。
牛頓運(yùn)動(dòng)三定理是構(gòu)成精典熱學(xué)的理論基礎(chǔ)。這種定理是在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上總結(jié)下來的是解決機(jī)械運(yùn)動(dòng)問題的基本理論根據(jù)。
1687年，牛頓出版了代表作《自然哲學(xué)的物理原理》，這是一部熱學(xué)的精典著作。牛頓在這部書中，從熱學(xué)的基本概念(質(zhì)量、動(dòng)量、慣性、力)和基本定理(運(yùn)動(dòng)三定理)出發(fā)運(yùn)用他所發(fā)明的微積分這一銳利的語文工具，構(gòu)建了精典熱學(xué)的完整而嚴(yán)密的體系，把天體熱學(xué)和地面上的物體熱學(xué)統(tǒng)一上去，實(shí)現(xiàn)了化學(xué)學(xué)史上第一次大的綜合。
在光學(xué)方面，牛頓也取得了巨大成果。他借助三棱鏡試驗(yàn)了白光分解為的有顏色的光，最早發(fā)覺了白光的組成。他對(duì)各式光的折射率進(jìn)行了精確剖析，說明了色散現(xiàn)象的本質(zhì)。他強(qiáng)調(diào)，因?yàn)閷?duì)不同顏色的光的折射率和反射率不同，才導(dǎo)致物體顏色的差異，因而揭露了顏色之迷。牛頓還提出了光的微粒說牛頓第一定律是牛頓提出的嗎，覺得光是由微粒產(chǎn)生的，但是走的是最快速的直線運(yùn)動(dòng)路徑.他的微粒說與后來惠更斯的波動(dòng)說構(gòu)成了關(guān)于光的兩大基本理論。據(jù)悉，他還制做了牛頓色盤和反射式望遠(yuǎn)鏡等多種光學(xué)儀器。
牛頓的研究領(lǐng)域十分廣泛，他在幾乎每位他所進(jìn)軍的科學(xué)領(lǐng)域都作出了重要的成績(jī)。他研究過計(jì)溫學(xué)，觀測(cè)水沸騰或融化時(shí)的固定體溫，研究熱物體的冷卻律，以及其他一些只有在與他自己的主要成就想比較時(shí)，才變得遜色的課題。
牛頓晚年
隨著科學(xué)名聲的提升，牛頓的政治地位也得到了提高。1689年，他被連任為議會(huì)中的學(xué)院代表。作為議會(huì)議長(zhǎng)，牛頓漸漸開始厭煩給他帶來巨大成就的科學(xué)。他不時(shí)表示出對(duì)以他頭代表的領(lǐng)域的仇視。同時(shí)，他的大量的時(shí)間耗費(fèi)在了和同時(shí)代的著名科學(xué)家如胡克、萊布尼茲等進(jìn)行科學(xué)優(yōu)先權(quán)的爭(zhēng)辯上。
晚年的牛頓在巴黎過著堂皇的生活，1705年他被安妮女王封為貴族。此時(shí)的牛頓十分富于牛頓第一定律是牛頓提出的嗎，被普遍覺得是生存著的最偉大的科學(xué)家。他兼任加拿大皇家學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)，在他任職的二十四年時(shí)間里，他以鐵拳統(tǒng)治著學(xué)會(huì)。沒有他的同意，任何人都不能被改選。
晚年的牛頓開始旨在于對(duì)神學(xué)的研究，他否定哲學(xué)的指導(dǎo)作用，虛誠地相信上帝，埋首于寫以神學(xué)為題材的著作。當(dāng)他遇見無法解釋的天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，竟提出了神的第一推進(jìn)力的謬誤。他說上帝統(tǒng)治萬物，我們是他的奴仆而崇敬他、崇拜他。
1727年3月20日，偉大艾薩克牛頓去世。同其他好多杰出的美國人一樣，他被埋葬在了威斯敏斯特修道院。他的草碑上銘刻著:
讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類榮耀當(dāng)初在世界上存在。