科学家的故事：17世纪最有影响力的科学家——牛顿 _中级

【科学家的故事：17世纪最有影响力的科学家——牛顿】?????

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适合年龄：6岁以上难易程度：中级牛顿是英国伟大的物理学家、数学家、天文学家和自然哲学家。1642年12月25日，他生于英格兰林肯郡伍尔索普的一个农村家庭，恰与伽利略的去世是同年。
牛顿是遗腹子，又是早产儿，先天不足，出生时体重只有3磅，差点儿天折。他两岁时母亲改嫁，靠外祖母抚养。
牛顿12岁进金格斯中学上学。那时他喜欢自己设计风筝、风车等玩意。他制作的一架精巧的风车，别出心裁，内放老鼠一只，名曰“老鼠开磨坊”，连大人看了都赞不绝口。1656年牛顿的继父去世，母亲让牛顿停学务农，但他学习入迷，经常因看书思考而误活。在舅舅的关怀下，1661年，他进入剑桥大学三一学院学习，得到著名数学家巴罗的赏识和指导。他先后钻研了开普勒的《光学》，欧几里得的《几何学原本》等名著。1665年大学毕业，成绩平平。这年夏天伦敦发生鼠疫，牛顿暂时离开剑桥，回到伍尔索普乡下待了18个月。这18个月竞为牛顿一生科学的重大发现奠定了坚实的基础。1667年牛顿返回剑桥大学，进三一学院攻读研究生，1668年获得硕士学位。次年巴罗教授主动让贤，并推荐牛顿继任“卢卡斯自然科学讲座”的数学教授。时年牛顿27岁，从此在剑桥一待就是30年。1672年牛顿入选英国皇家学会会员；1689年当选为英国国会议员；1696年出任皇家造币厂厂长；1703年当选为皇家学会会长；1705年英国女王加封牛顿为“艾萨克爵士” 。
牛顿是17世纪最伟大的科学巨匠，他的成就遍及物理学、数学、天体力学的各个领域。
牛顿在物理学上最主要的成就是发现了万有引力定律，综合并表述了经典力学的3个基本定律-惯性定律、力与加速度成正比定律、作用力和反作用力定律，引人了质量、动量、力、加速度、向心力等基本概念，从而树立了经典力学的公理体系，完成了物理学发展史上的第一次大综合，建立了自然科学发展史上的里程碑。其重要标志是他于1687年所发表的《自然哲学的数学原理》（简称《原理》）这一巨著。
在光学上，他做了用棱镜把白光分解为七色光（色散）的实验研究，发现了色差；研究了光的干涉和衍射现象，发现了牛顿环；制造了以凹面反射镜替代透镜的“牛顿望远镜” 。1704年他出版了光学专著，阐述了自己在光学研究方面的成果。
在数学上，牛顿与德国的莱布尼获各自独立创建了“微积分学”；他还建立了牛顿二项式定理。
牛顿在声学、热学、流体力学等方面也有不少研究成果和贡献。
牛顿的伟大世人皆知。那么牛顿是怎样取得这些伟大成就的呢？他在科学研究方法上给世人留下了什么遗产呢？
牛顿取得如此伟大成就的原因在于时代、勤奋和方法3个要素。
牛顿所处的历史时代是自然科学大综合、大飞跃的时代。牛顿的《原理》可以说综合了自亚里士多德以后的关于物理学方面的所有知识，它是人类社会科学知识“积分”（知识的综合）的结果。而在这之前，伽利略和开普勒已经在地上和天上这两个领域内，实现了局部的“积分” 。原子物理学创始人卢瑟福说得好：
“事物的本质不是任何一个人突然发现的，科学是循序渐进的，每个人都要依靠前人的工作……科学家不是依靠个人的思想，而是依靠千万人的集体智慧。”牛顿的成功恰恰是体现了这一点。具体些说，没有伽利略“地上三定律”及其他科学家的成果，就没有牛顿的“三定律”；没有开普勒的“天上三定律”和其他科学家的成果，也就没有牛顿的“万有引力定律” 。1676年牛顿在给朋友的信中说：“如果我比别人看得远些，那是因为我站在巨人的肩膀上。”这既是谦虚，也是事实，这巨人就是伽利略、开普勒和笛卡儿等前辈科学家。
但是，牛顿同时代的一流科学家也为数不少，也都站在巨人的肩膀上，为什么唯独他能看得远呢？这自然与牛顿自身条件相关，也就是他的刻苦和勤奋。英国天文学家哈雷曾问牛顿：“为什么你能有那么多发现，而别人却不能？”牛顿回答说：“我解决问题不靠什么灵机一动、豁然开朗，而是靠不断地冥思苦想，直到解决为止。”这确实是真情。牛顿在科学研究上的专注精神，令人赞叹！在思考问题和进行实验时，他经常废寝忘食，忘了约会，忘了朋友，甚至忘了自己和情人，周出不少笑话。他一生中只在青年时谈过一次恋爱。一次在与情人相会时，他忽然想起无穷量的二项式，精神变得恍恍然，竟把姑娘的手指当通条，往烟斗中塞，待姑娘痛得大叫时，他才清醒过来。这桩恋事也就因此告吹。由此可见，牛顿对科学研究已达到如痴如醉的境界了。在科学研究的方法上，牛顿同样综合了前人的精华，并且有自己的发展，使科学研究方法又向前推进一步。例如，实验的方法、数学的方法、逻辑推理方法（也是思维方法）、用公理体系来建立科学体系的方法、哲学方法（科学思想或基本原则）以及它们的综合应用，在牛顿的科学研究中都有应用和发展。