艾薩克·牛頓，英國皇家學(xué)會主席，英國著名物理學(xué)家、數(shù)學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家！高等數(shù)學(xué)的創(chuàng)始人、萬有引力的發(fā)現(xiàn)者、經(jīng)典力學(xué)的創(chuàng)始人。
他的研究涉及物理、化學(xué)、天文、地理、哲學(xué)、經(jīng)濟和藝術(shù)。他的研究涉及飛機制造、船舶設(shè)計、火箭導(dǎo)彈、現(xiàn)代建筑等諸多領(lǐng)域。他是迄今為止人類歷史上唯一的“百科全書”天才。 。他是《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（現(xiàn)在常稱為《原理》）和《光學(xué)》的作者。法國偉大科學(xué)家拉普拉斯寫道：“《原理》是人類智慧的產(chǎn)物中最杰出的杰作。”
牛頓被譽為人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。他的萬有引力定律在人類歷史上首次將天上的運動與地面上的運動統(tǒng)一起來，為日心說提供了強有力的理論支撐，使自然科學(xué)研究最終擺脫了宗教的束縛。牛頓還發(fā)現(xiàn)了陽光的顏色成分，并建造了世界上第一臺反射望遠(yuǎn)鏡。拉格朗日常說：牛頓是有史以來最偉大的天才。
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艾薩克·牛頓于1643年1月4日（格倫歷）（儒略歷1642年12月25日）出生于英國林肯郡鄉(xiāng)村的一個小村莊伍爾索普莊園。牛頓出生前三個月，他的父親去世了。由于早產(chǎn)，牛頓出生時體重只有三磅。據(jù)傳，他的母親漢娜·阿斯丘 ( Askew) 曾說過，牛頓出生時很小，可以裝進一夸脫的杯子里。
牛頓三歲時，他的母親與巴拿巴·史密斯牧師再婚，并將牛頓托付給他的外祖母馬氏。年輕的牛頓不喜歡他的繼父，因此他總是與母親疏遠(yuǎn)。牛頓甚至曾寫道：“威脅我的繼父和親生母親，要把他們和房子一起燒掉。”
牛頓11歲時，牛頓的繼父去世，母親帶著第二任丈夫的兒子和兩個女兒回到了牛頓。牛頓從小就沉默寡言、固執(zhí)，這和他的家庭環(huán)境不無關(guān)系！
1648年，牛頓開始就讀公立學(xué)校。事實上，牛頓小時候成績一般，但他熱愛讀書。他喜歡看介紹各種簡單機械模型制作方法的書籍，并從中受到啟發(fā)，自己制作了一些奇怪的小玩意，比如風(fēng)車、木鐘等。 、折疊燈籠等
據(jù)說牛頓了解了風(fēng)車的機械原理后，制作了一個磨坊的模型。他把一只老鼠綁在一個帶輪子的跑步機上，然后在輪子前面放了一粒玉米粒，這恰好是老鼠夠不到的位置。老鼠想吃玉米，所以它不停地跑，于是輪子不停地轉(zhuǎn)動；一次，他放風(fēng)箏時，在繩子上掛了一盞小燈，晚上村民們一看，驚奇地發(fā)現(xiàn)那是一顆彗星。他還做了一個小水鐘。每天早上，小水鐘都會自動把水滴到他臉上，催促他起床。他還喜歡繪畫、雕塑，尤其喜歡雕刻日晷。他雕刻的日晷被放置在他家的角落和窗臺各處，以觀察太陽影子的運動。
母親原本希望他成為一名農(nóng)民，但牛頓本人無意這樣做，反而喜歡讀書。隨著年齡的增長，牛頓越來越喜歡閱讀、冥想和做小型科學(xué)實驗。
大約12歲時，牛頓被送到離家不遠(yuǎn)的格蘭瑟姆鎮(zhèn)的金格斯皇家學(xué)校。并成為學(xué)校最優(yōu)秀的學(xué)生。在國王高中期間，他寄宿在當(dāng)?shù)厮巹熗?middot;克拉克的家中，在那里牛頓跟隨克拉克接受了化學(xué)實驗的影響。 19歲前往劍橋大學(xué)學(xué)習(xí)之前，他與藥劑師的繼女安妮·斯托勒訂婚。后來，隨著牛頓專注于他的研究，這段戀情逐漸降溫，斯托勒小姐又嫁給了別人。據(jù)說牛頓對這段戀情留下了美好的回憶，但此后就再無其他戀情，牛頓也終生未婚。
牛頓在中學(xué)時的學(xué)習(xí)成績非常出色。他熱愛讀書，對自然現(xiàn)象感到好奇，比如色彩、四時日影的運動，尤其是幾何學(xué)、哥白尼的日心說等。他還堅持按類別閱讀筆記，喜歡制作巧妙的小玩意、技巧、發(fā)明和實驗。大約從12歲到17歲，牛頓在金格斯皇家學(xué)校學(xué)習(xí)，學(xué)校圖書館的窗臺上至今仍可以看到他當(dāng)年的簽名。
1659年繼父去世后，由于生活困難，母親要求牛頓輟學(xué)，留在家里務(wù)農(nóng)養(yǎng)家。十月，牛頓回到埃爾索普村。盡管牛頓聽從了母親的意愿，但根據(jù)牛頓同輩后來的說法，農(nóng)活讓牛頓相當(dāng)不快樂。牛頓一有機會就埋頭讀書，甚至經(jīng)常忘記工作。每次母親讓他和仆人一起去市場熟悉生意時，他都會央求仆人獨自去街上，而他則躲在灌木叢后面看書。
有一次貝語網(wǎng)校，牛頓的叔叔起了疑心，跟著牛頓來到了小鎮(zhèn)。他發(fā)現(xiàn)侄子牛頓躺在草地上，雙腿伸直，正在全神貫注地做一道數(shù)學(xué)題。牛頓的好學(xué)精神感動了他的叔叔，于是叔叔說服了母親讓牛頓重新上學(xué)，并鼓勵牛頓上大學(xué)。最終，金格斯皇家學(xué)校校長亨利·斯托克斯說服了牛頓的母親，牛頓被送回學(xué)校完成學(xué)業(yè)。 18歲他完成了高中學(xué)業(yè)，并獲得了完美的畢業(yè)報告。
1661年6月3日，牛頓以減費學(xué)生的身份進入劍橋三一學(xué)院，用為學(xué)院做家務(wù)的收入支付學(xué)費。當(dāng)時學(xué)院里的教學(xué)以亞里士多德的教義為基礎(chǔ)，但牛頓更喜歡閱讀笛卡爾等現(xiàn)代哲學(xué)家和伽利略、哥白尼、開普勒等天文學(xué)家的一些更先進的思想，這些思想在當(dāng)時仍然被排除在主流之外，敏銳的牛頓立即發(fā)現(xiàn)了它們的價值，并將它們用于自己的研究中。 1665年，他發(fā)現(xiàn)了廣義二項式定理，并開始發(fā)展一種新的數(shù)學(xué)理論，即后來的微積分。同年，劍橋大學(xué)參議院通過決定授予牛頓學(xué)士學(xué)位。
牛頓一般二項式定理適用于任何冪。他發(fā)現(xiàn)了牛頓恒等式和牛頓法，對三次曲面曲線（二變量三次多項式）進行了分類，對有限差分理論做出了重大貢獻(xiàn)，并首次使用分?jǐn)?shù)指數(shù)和坐標(biāo)幾何來獲得丟番圖方程的解。他用對數(shù)來逼近調(diào)和級數(shù)的部分和（歐拉求和公式的前身），并首次自信地使用冪級數(shù)和冪級數(shù)的反演（）。他還發(fā)現(xiàn)了 π 的新公式。
1665年至1666年，一場嚴(yán)重的瘟疫席卷了倫敦。距離倫敦不遠(yuǎn)的劍橋，為了預(yù)防倫敦大瘟疫，被迫停課。 1665年6月，牛頓離開學(xué)校回到家鄉(xiāng)。接下來的兩年里，牛頓繼續(xù)在家研究微積分、光學(xué)和萬有引力定律。
1666年，他用棱鏡研究太陽光，得出白光是不同顏色（即不同波長）光的混合體，不同波長的光具有不同的折射率。可見光中，紅光的波長最長，折射率最小；紫光的波長最短，折射率最大。牛頓的重要發(fā)現(xiàn)成為光譜分析的基礎(chǔ)，揭示了光色的秘密。牛頓還將一個非常精細(xì)研磨的曲率半徑很大的凸透鏡的凸面壓在非常光滑的平板玻璃上。在白光下，可以看到中心接觸點是一個暗點，周圍有明區(qū)和暗區(qū)。交替的同心圓。后人稱這種現(xiàn)象為“牛頓環(huán)”。他創(chuàng)立了光的“粒子論”，從側(cè)面反映了光的運動性質(zhì)，但牛頓并不反對光的“波動論”。
1669年10月27日，巴羅為了支持牛頓辭去教授職務(wù)。 26歲的牛頓被授予盧卡斯數(shù)學(xué)教授職位，成為擔(dān)任該職位的最年輕的人。在此之前，劍橋或牛津的所有成員都被任命為英國圣公會牧師。巴羅的辭職一直被認(rèn)為是科學(xué)史上的一段佳話。
1670-1671年，研究得出結(jié)論，任何折射望遠(yuǎn)鏡都會受到光散射成不同顏色的影響，反射望遠(yuǎn)鏡（現(xiàn)在稱為牛頓望遠(yuǎn)鏡）的發(fā)明就是為了規(guī)避這個問題。 1671年，他在英國皇家學(xué)會展示了他的反射望遠(yuǎn)鏡。1672年，牛頓受邀加入英國皇家學(xué)會。
1675年，牛頓在其著作《光的性質(zhì)的解釋》中假設(shè)了以太的存在，并認(rèn)為粒子之間的力的傳遞是通過以太進行的。后來，在接觸神智學(xué)家亨利·莫爾后，他對煉金術(shù)的興趣重新燃起，轉(zhuǎn)而采用赫爾墨斯神智學(xué)中粒子相吸與相斥的思想衍生出來的神秘力量來解釋，取代了之前的以太假說。存在觀。擁有多部有關(guān)牛頓煉金術(shù)著作的經(jīng)濟學(xué)大師約翰·梅納德·凱恩斯曾說過：“牛頓不是理性時代的第一個人，他是最后一位煉金術(shù)士。”但牛頓對煉金術(shù)的興趣并不與他對科學(xué)的貢獻(xiàn)密切相關(guān)，而且當(dāng)時煉金術(shù)和科學(xué)并沒有明確的區(qū)別。如果他沒有依靠神秘的思想來解釋真空中的遠(yuǎn)距離作用，他可能不會發(fā)展出他的引力理論。
1676年，牛頓首次宣布發(fā)明二項式展開定理。牛頓還用它來發(fā)現(xiàn)其他無窮級數(shù)并計算面積、積分、求解方程等。
1679年，牛頓重新開始研究力學(xué)：重力及其對行星軌道的影響、開普勒行星運動定律，以及與胡克和弗拉姆斯蒂德討論力學(xué)。他在《軌道上的物體的運動》（1684）一書中總結(jié)了他的結(jié)果，其中包含了后來在《原理》中闡述的初步運動定律。
1687年7月5日，在埃德蒙·哈雷的鼓勵和支持下，《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》正式出版。這本書解釋了在接下來的兩百年中被視為真理的三個運動定律。牛頓用拉丁詞“heavy”（重）來命名當(dāng)今的重力（）并定義了萬有引力定律。在這本書中，他還提出了第一個基于波義耳定律的確定空氣中聲速的分析方法。
牛頓總結(jié)了物體運動的三個基本定律（牛頓三定律）：第一定律（即慣性定律），第二定律是力的瞬時作用定律。力和加速度同時產(chǎn)生、變化和消失。第三定律表達(dá)式F=-F'（F表示作用力，F(xiàn)'表示反作用力，負(fù)號表示反作用力F'與作用力F方向相反）。這三個非常簡單的物體運動定律奠定了力學(xué)的基礎(chǔ)。它奠定了堅實的基礎(chǔ)，對其他學(xué)科的發(fā)展產(chǎn)生了巨大的影響。
牛頓萬有引力定律將地球力學(xué)和天體力學(xué)統(tǒng)一為一個力學(xué)體系，創(chuàng)造了經(jīng)典力學(xué)的理論體系，實現(xiàn)了自然科學(xué)的第一次大統(tǒng)一，直接促成了現(xiàn)代天文學(xué)的誕生。
1689年，他當(dāng)選為議會議員。牛頓于1689年至1690年和1701年擔(dān)任英國皇家科學(xué)院院士。他于1703年成為英國皇家學(xué)會主席，任職24年。他在歷任總統(tǒng)中僅次于約瑟夫·班克斯，也是法國科學(xué)院院士。的成員。
1696年，牛頓在時任財政大臣查爾斯·蒙塔古的支持下移居倫敦，負(fù)責(zé)監(jiān)督皇家造幣廠，并一直擔(dān)任該職務(wù)直至去世。他主持了英國最大的貨幣重新鑄造計劃。這個職位通常是一個閑職，但牛頓卻非常重視它。作為皇家造幣廠的首席官員牛頓 物理學(xué)家 英國牛頓 物理學(xué)家 英國，牛頓估計大約 20% 的硬幣是假幣。對臭名昭著的罪犯定罪是非常困難的；但事實證明牛頓在這方面非常擅長。牛頓為此目的成為太平紳士。
1699年初，英國皇家學(xué)會的其他成員指責(zé)萊布尼茨抄襲牛頓的著作，爭論在1711年全面爆發(fā)。牛頓所屬的英國皇家學(xué)會宣布，一項調(diào)查表明牛頓才是真正的發(fā)現(xiàn)者，而牛頓所在的英國皇家學(xué)會則宣布，一項調(diào)查表明牛頓才是真正的發(fā)現(xiàn)者萊布尼茨被指責(zé)為騙子。但后來發(fā)現(xiàn)評論萊布尼茨的結(jié)論是牛頓本人寫的，這項調(diào)查受到了質(zhì)疑。這導(dǎo)致了牛頓和萊布尼茨之間激烈的微積分爭論，這場爭論打亂了牛頓和萊布尼茨的生活，直到后者于1716年去世。這場爭論造成了英國和歐洲大陸數(shù)學(xué)家之間的鴻溝，并可能在至少一段時間內(nèi)阻礙了英國數(shù)學(xué)的發(fā)展。世紀(jì)。
牛頓和萊布尼茨獨立發(fā)展了微積分，并為其創(chuàng)建了自己獨特的符號。據(jù)與牛頓關(guān)系密切的人士稱，牛頓比萊布尼茨早幾年就提出了他的方法，但他在 1693 年之前幾乎沒有發(fā)表過任何文章，直到 1704 年他才對其進行了完整的闡述。與此同時，萊布尼茨于1684年發(fā)表了對其方法的完整闡述。此外，萊布尼茨的符號和“微分法”在歐洲大陸得到全面采用，大約在1820年以后，該方法也被英國采用。萊布尼茨的筆記本記錄了他的思想從嬰兒期到成熟的發(fā)展過程，而牛頓的已知記錄中只找到了他的最終結(jié)果。牛頓聲稱，他一直不愿意發(fā)表他的微積分，因為他害怕被嘲笑。
萊布尼茨不是牛頓的朋友，他們甚至有過非常激烈的爭論。但他后來寫道：“從世界誕生直到牛頓一生的時代，對數(shù)學(xué)發(fā)展的大部分貢獻(xiàn)都是牛頓做出的。”牛頓的微積分理論被恩格斯稱為人類精神最偉大的勝利。廣泛應(yīng)用于自然科學(xué)各個領(lǐng)域
1704年，牛頓撰寫了《光學(xué)》，系統(tǒng)地闡述了他在光學(xué)方面的研究成果，其中詳細(xì)闡述了光的粒子論。他認(rèn)為光是由非常微小的粒子組成的，而普通物質(zhì)是由較粗的粒子組成的。牛頓還使用玻璃球構(gòu)建了一種原始形式的摩擦靜態(tài)發(fā)電機。次年，他被安妮女王封為爵士。他是第一位獲此殊榮的科學(xué)家。
1707年，牛頓的代數(shù)講座被匯編出版為《通用算術(shù)》。他主要討論代數(shù)的基礎(chǔ)知識及其應(yīng)用（通過求解方程）來解決各種類型的問題。本書闡述了代數(shù)的基本概念和基本運算，用大量的例子說明了如何將各種問題轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程，并對方程的根和性質(zhì)進行了深入的討論，在方程論方面取得了豐碩的成果。 。他推導(dǎo)出方程根與其判別式的關(guān)系，并指出方程的系數(shù)可以用來確定方程根的冪之和，這就是“牛頓冪和公式”。
1727年3月31日（格倫歷）（儒略歷1726年3月20日），偉大的艾薩克·牛頓去世，英國人將他安葬在威斯敏斯特教堂。威斯敏斯特教堂以前是一座修道院。 1579年，伊麗莎白女王一世將威斯敏斯特教堂改建為學(xué)院，校長由英國君主任命。威斯敏斯特教堂的正式名稱因此改為“威斯敏斯特圣彼得學(xué)院教堂”。三個世紀(jì)后，詩人亞歷山大·波普為牛頓寫下了這樣的墓志銘：“法律隱藏在黑夜中；上帝說：“隨它吧”，一切都變得光明了。自然及其法則隱藏在黑暗之中；上帝說：“讓牛頓來吧！”然后一切都變得輕了。
牛頓一生做出了杰出的科學(xué)貢獻(xiàn)。他研究領(lǐng)域廣泛，取得了開創(chuàng)性的成就。他是現(xiàn)代科學(xué)的鼻祖，他開創(chuàng)了科學(xué)的新紀(jì)元。他是人類歷史上第一位接受國葬的自然科學(xué)家。他的墓碑上刻著：讓人們歡呼曾經(jīng)存在于世界上如此偉大的人類榮耀。
無論牛頓的一生有多少謎團和爭議，都不足以削弱他的影響力。 1726年，伏爾泰曾說牛頓是最偉大的人，因為“他用真理的力量統(tǒng)治我們的思想，而不是用武力奴役我們”。
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