时代的英雄——牛顿

筱妖

在牛頓之前，伽利略已经开创了新的科学方法，打开了新世界的大门，为新的理论产生奠定了基础。随着伽利略的去世，一个不同于以往的时代随之结束，但物理学的革命远未完成。

说到牛顿，最令人印象深刻的大概就是上面的那句名言以及牛顿被苹果砸中而悟出万有引力的故事了。关于牛顿的传说，有的可能只是故事中的影像，但这并不影响他带来了物理学的一个新时代这一事实。

牛顿的童年其实是非常孤单的，他的父亲在他出生前就去世了，他的母亲带着他改嫁后没多久，他的继父也去世了。牛顿的母亲想要他继承农场，牛顿没有选择地离开了学校返回农场干活，但显然他没有干农活的才干。与此相反的是，因为他有足够的好奇心，总是能抓住一切机会去看书。他的一位叔叔看见牛顿如此刻苦，便把他送到了剑桥大学去读书。

少年时期的牛顿并不是神童，在学校也没有显示出过人的才能。牛顿特别喜欢一些关于

简单机械模型制作的读物，并同样学着做一些小玩意儿，如风车、木钟等。牛顿在剑桥大学三一学院学习的时候，那里的老师教学都是基于亚里士多德的学说，但牛顿更为喜欢哥白尼、开普勒、伽利略这些人的先进思想，他对一切自然现象都保持着浓厚的好奇心。

1665年，伦敦爆发了一场大瘟疫，牛顿只好再次返回农场，在那里，他度了长达18个月的假期。正是这次长假，让他有时间好好整理了自己的一些想法。在这段时间里，他为发明微积分打下了基础。微积分是一种数学计算方法，能够应付更为复杂的方程式。同样是在这个时候，发生了那个广为人知的故事——苹果掉下来砸中牛顿从而让他悟出万有引力的存在。其实真实的情况并不是牛顿被落下来的苹果砸中了头，是他注意到一个苹果落到了地面上，这件事令他陷入了思考：为什么苹果是往下掉的？把苹果拉到地面上的力跟令月亮围绕地球运行的力是不是同一个力？他的这个想法，跟亚里士多德的观点完全相反，因为亚里士多德坚持认为：在地上运行的物体和天上运行的天体是完全不同的体系。但牛顿认为，他所看到的苹果落地和月亮遵照的某种运行方式都是一样的自然规律，那么，这应该就是一套普遍适用于全宇宙的定律。

牛顿再次回到剑桥的时候，身份已变成了数学教授，幸运的是他所在的那个时代已不像哥白尼或伽利略那样，发表自己的观点还要担心遭到教会的迫害。经过了文艺复兴的熏陶，科学在当时已经受到了广泛的关注，并且四处都充满了各种交流和辩论，学术风气相对来说自由了很多。

行星为什么以椭圆轨道运行？开普勒的这个问题让当时的科学家们苦思冥想而不得解。

这个问题吸引了当时最为优秀的科学家们的关注，但是仍然没有人能够解开这个椭圆轨道的奥秘。皇家学会会贝哈雷也向牛顿提出了这个问题，当时牛顿已经开始思考苹果和月亮跟地球的吸引力的关系了。牛顿用微积分证明了开普勒定律中太阳对行星的作用力是吸引力，他还通过了大量实验，证明了任何两个物体之间都存在着吸引力，并由此总结出了万有引力定律。牛顿花了18个月的时间写出了一部伟大的著作《自然哲学的数学原理》，在这本书中总结出了三大定律。我们也可以说牛顿的研究是真的站在“巨人”的肩膀上完成的，因为他始终沿着哥白尼、开普勒和伽利略的脚步前行。

牛顿以《自然哲学的数学原理》中的三个定律为基础，去计算了地球与月亮之间存在的引力，并且他还认为，这一引力定律可以适用于整个宇宙，以此能很好地解释开普勒定律。

有意思的是，牛顿证明了地球就是不同部分的吸力合在一起的结果，才会使它成为一个球形。同时由于地球自转，总会有另外一个力去影响地球的形状，因此他预言地球在赤道的位置会有突出，就是说地球不会是一个完美的圆形，而是受引力的影响，形状会略有点椭圆。他还计算出了突出的大小，可惜由于当时地图的制作有问题，他的这一观点并没有得到验证，这令他感到很失望，以为是自己的失误，但其实他没有错，地球的形状正是椭圆而非完整的圆形，他所得出的数据也能精确到百分之一。

除此之外，牛顿还有一个令人震惊的预言，他认为彗星也按照一个椭圆轨道围绕太阳运行，只是彗星的轨道更扁更长。他的这个预言后来也得到了证明。

牛顿的万有引力学说可以说解决了关于宇宙的很多问题，更使得当时人们的宇宙观发生翻天覆地的变化，进入了之前人们想也不敢想的时代，是牛顿带来了宇宙认识的革命和一个崭新的时代，将人类对宇宙的认识向前推进了一大步。