对牛顿一生的评析

唐中荣（四川职业技术学院电子电气工程系，四川遂宁629000）

对牛顿一生的评析

唐中荣
（四川职业技术学院电子电气工程系，四川遂宁629000）

文章表述了英国著名的物理学家、数学家、哲学家牛顿光辉灿烂的一生，表述了他对科学，对人类功勋卓著的一生，也客观的描述了他的鲜为认知的另一面。告知广大读者，特别是年轻的朋友们对名人，对科学家，特别是世界著名人物不要盲目的崇拜，要知道他们也是人，他们也会有凡人的一面。

牛顿；一生；成功；失败

一、牛顿生平简介

艾萨克·牛顿爵士，英格兰著名的物理学家、数学家、天文学家和自然哲学家。他于1643（格里历）1月4日（或1642（儒略历）12月25日）诞生在英格兰林肯郡的小镇乌尔斯索普的一个农耕家庭，（他出生那年正好是著名物理学家伽利略1642年去世的那年）。在他出世前三个月，父亲就去世了。由于牛顿是早产儿，出生时个子很小，在他两岁多时，母亲改嫁，牛顿是在舅舅和姥姥家长大。他于1661年考入英国剑桥大学三一学院。牛顿虽然是领助学金的学生，但由于学习勤奋，成绩优秀，特别是受到伊萨克·巴罗教授的赏识，1664年成为研究生。牛顿，他于1665年开始研究微分和积分及万有引力定律。1665～1666年伦敦大瘟疫，一个夏天病逝3万人。牛顿回到家乡，开始了他“从事发明创造的青年时期”。牛顿，研究了二项式定理，创建了微积分，探讨了光的色散现象。有脍炙人口的“苹果落地”的故事(据说是法国作家伏尔泰从牛顿侄女那儿听来的)。并由此结合自然现象总结出了著名的“万有引力定律”。牛顿的好朋友埃德蒙.哈雷说：“若不发表，便是任其枯朽”，在哈雷的鼓励和资助下，1687年出版旷世之作《自然哲学的数学原理》。人们争相购阅。1703年任英国皇家学会终身会长。1705年被英国女王授予爵士称号。1727年3月20日殁于伦敦，葬于威斯敏斯特教堂。墓碑上刻着：“艾萨克·牛顿爵士安葬在这里……，让我们欢呼曾经存在过这样一位伟大的人类之光”。在牛顿伟大而光辉的一生中，我们来看看他的成与败、得与失、功与过。牛顿一生活了85岁，就其一生来看，他在物理学、数学、天文学、自然哲学等方面都有其杰出的贡献，在神学、炼金术等方面也有研究。因此，他的一生也可以说是充满传奇和复杂故事的一生。

二、牛顿取得的辉煌成就

（一）对物理学、天文学和光学的贡献

在牛顿的漫长而复杂的一生中，他对物理学、天文学和光学是有其特殊贡献的，他在伽利略等人科研基础上于1687年出版了著名的《自然哲学的数学原理》即大家非常熟悉的牛顿三大定律，这部巨著总结了力学的研究成果，标志了经典力学体系的初步建立。这是物理学上第一次大综合，也是天文学、数学和力学历史发展的产物，更是牛顿创造性研究的结晶。他在大学学习期间，接触到亚里士多德的局部运动理论，后来又读到伽利略和笛卡尔的著作，受他们的影响，开始了动力学研究。开普勒和布里阿德（I.Bulliadus,1605-1694）的天文学工作，启发了他对天文学的兴趣，使他产生了证明布里阿德的引力平方反比关系的想法。1664年上半年，牛顿摆脱了亚里士多德的影响，转而接受伽利略重视实验和数学的观念。笛卡尔关于寻求“自然的第一原因”的思想也大大激励了牛顿。牛顿对惯性定律、碰撞规律和动量守恒，以及圆周运动的认识就是直接从笛卡尔的著作中学习到的成果。牛顿对光学也做了广泛的研究，他首先否定了笛卡尔对彩色光的论述，笛卡尔认为白光是自热光，彩色光是白光通过介质而产生的改变光，所以光帽棱镜的不同厚度加以不同改变之后，光就通过棱镜而形成光谱。1666年，牛顿成功地做了一系列的实验，推翻了笛卡尔的观点。“我为自己弄到一个三棱镜，以此来试验著名的色散现象。”他利用两个棱镜，显示出：如果使一种颜色的光穿过第二个棱镜，光便发生了变化，而白光总会导致色散和颜色的分离。他从这个实验和其他实验获得的结论是：白光是一种混合光，它的组成必须是上述基本颜色。

（二）无可比拟的数学天才

在牛顿的光辉而成功的一生中，他具有无可比拟数学天才。牛顿在研究物理学的不规则的图形时，利用先微分、后积分的方法，创造和建立了微积分，1676年，牛顿告诉了亨利.奥尔登堡二项式定理的普遍形式，正是这一年，牛顿把名为《重要书信》的著作留给了亨利.奥尔登堡，宣布了他发现了以字母置换法表示的“流数术”。之所以采用“流数术”这个术语，是由于他把一个不断运动的物体的轨迹看作是一个不断运动的质点做成的曲线的导数，用符号表示，其加速度用表示。这是牛顿对微分学的发现，与莱布尼兹无关。而莱布尼兹则采用先积分、后微分的方法创立了微积分，他们对数学的贡献都是巨大的，都立下了不朽的功勋。

（三）对哲学的研究

在牛顿的众多发明创造的一生中，他对哲学的研究也是巨大的。科学巨著《自然哲学的数学原理》是他利用哲学思想对物理学的一次大综合，牛顿在《原理》中开宗明义，以“定义和注释”的形式提出了八个定义和四个注释。即今天人们俗称的牛顿三大定律和物质的量是物质的度量，可由其密度和体积共同求出。运动的量是运动的度量，可由速度和物质的量共同求出。还有惯性、抛射体运动、行星、卫星、彗星的运动、岁差以及潮汐现象等等，牛顿的《自然哲学的数学原理》是物理学发展史上一部光辉的经典著作，它以严谨的体系和丰富的内容完成了物理学发展史上的第一次大综合。

三、牛顿性格中的弱点

我们大多数人都从教科书、历史书中，了解到牛顿光辉的一生，知道了他杰出的智慧、勤奋的劳动，对科学的巨大的贡献，对人类作出了无比巨大的功劳。但是，牛顿的嫉妒心很强，他把后半生的精力都花在保护他在科学上的声誉上。在事业的早期，他曾经卷入与罗伯特·胡克关于几项发明优先权的争执。麻烦的是牛顿想要他的发明成为自己所独有——他不愿与别人合作来发现任何东西。如果另一学者对某一发现与牛顿持同样的主张，他会不惜任何代价来证明别人是错误的，在这个问题上，他总是绝对无情的。正是这种狂热的占有欲，导致他与戈特弗雷德·莱布尼兹争夺发明微积分的优先权，这个事件是所有优先权之争中最著名的。

早在17世纪70年代初期，牛顿已经研究出微积分的主要概念和方法，这是不容置疑的，但他直到很多年以后才公开发表他的研究成果。莱布尼兹也是一位数学天才，熟知数学家们在大半个世纪里一直研究的各种数学问题的意义，到1676年创立了积分学和微分学及其表示方法，并与1684年首次公开发表。因为牛顿没有把自己的方法公开发表，莱布尼兹不承认牛顿的发明权。两个竞争者的活动情况一般人又不了解，于是一场非常错综复杂的争论一直持续到1718年莱布尼兹逝世。英国的情况是认为莱布尼兹在1633年访问伦敦时，不知怎么设法搞到了牛顿的一些未发表的手稿。在他们之间的公开的和暗地的猜疑持续了10年之久，莱布尼兹于1712年呼吁英国皇家学会通过官方来处理这个争论。但他的想法太天真了，因为皇家学会是牛顿统治的机构——牛顿自己写了个报告来了结此事，该报告被称为“通讯备忘录”。

四、被牛顿盛名掩盖的学说

在光本性的研究中，17世纪有两种学说：一种是牛顿主张的微粒说，另一种是惠更斯提出的波动说。由于牛顿的微粒说容易解释自然现象，更得到了实验的支持，所以牛顿的微粒说一直占着主导地位，而惠更斯的波动说缺乏实验的支持，在以后的一百多年里一直没有得到发展。还有一个更重要的原因，就是牛顿在学术界有很高的声望和他的排斥，致使惠更斯的波动理论迟迟得不到发展，以致最后到1801年英国物理学家托马斯·杨巧妙的解决相干光源的问题，成功地观察到了光的干涉现象，有力的支持了光的波动说，为波动说取得公认和迅速发展奠定了基础。

[1]谢名春.科学技术及其思想史[M].成都:四川大学出版社,2006.

[2]刘克哲,张承琚.物理学(第三版)[M]北京:高等教育出版社,2009.

[3]郭奕玲,沈慧君.物理学史(第二版)[M].北京:清华大学出版社,2005.

[4]弗·卡约里(美).物理学史[M].桂林:广西师范大学出版社,2002.

艾萨克·牛顿

艾萨克·牛顿（1643年1月4日-1727年3月31日）爵士，英国皇家学会会长，英国著名的物理学家，百科全书式的"全才"，著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。

他在1687年发表的论文《自然定律》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。

在力学上，牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理，提出牛顿运动定律。在光学上，他发明了反射望远镜，并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察，发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律，并研究了音速。

在数学上，牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理，提出了"牛顿法"以趋近函数的零点，并为幂级数的研究做出了贡献。

在经济学上，牛顿提出金本位制度。

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1005-5312（2015）23-0265-02