364年前的今天,最後一位的鍊金術士和最偉大的科學家牛頓出生
牛頓小傳:鍊金術士、皇家鑄幣廠的老大、被國葬的科學家
【1643年1月4日】364年前的今天,最後一位的鍊金術士和最偉大的科學家牛頓出生
牛頓(1643年1月4日-1727年3月31日),英格蘭物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和鍊金術士。
他發表《自然哲學的數學原理》,闡述了萬有引力和三大運動定律,奠定了此後300年里力學和天文學的基礎。他論證了地面物體與天體運動遵循著相同的自然定律;為太陽中心學說提供了強而有力的理論支持,推動了科學革命。
在力學上,牛頓闡明了動量和角動量守恆的原理。在光學上,他發明了反射望遠鏡,並基於對三稜鏡將白光發散成可見光譜的觀察,發展出了顏色理論。在數學上,牛頓與萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽,證明了廣義二項式定理,提出了「牛頓法」以趨近函數的零點,為冪級數的研究作出了貢獻。
牛頓的墓志銘寫到:「自然和自然的法則隱藏在黑暗之中。上帝說:讓牛頓出世吧,於是一切豁然開朗。」在2005年,英國皇家學會進行了一場「誰是科學史上最有影響力的人」的民意調查,牛頓當選為第一名。
(被稱為牛頓蘋果樹後代的一顆蘋果樹)
【一生唯一的羅曼史】
1643年1月4日,牛頓出生於英格蘭。牛頓3歲時,他的母親改嫁,年幼的牛頓不喜歡他的繼父,他甚至曾經寫下:「威脅我的繼父與生母,要把他們連同房子一齊燒掉。」
從12歲左右到17歲,牛頓都在國王中學學習,他寄宿在當地的藥劑師威廉·克拉克家中,並與藥劑師的繼女安妮·斯托勒訂婚。之後斯托勒小姐嫁給了別人。此後牛頓再也沒有其他的羅曼史,終生未娶。
(牛頓曾就讀的國王中學)
【國王批准的數學教授】
1661年6月,他進入了劍橋大學的三一學院。牛頓開始閱讀笛卡兒、伽利略、哥白尼和開普勒等先進的思想著作。
1667年(24歲),牛頓獲得獎學金,作為研究生重返劍橋大學三一學院。按照規定,只有被正式任命的牧師才有資格成為劍橋大學的研究生。但是牛頓持有非正統的宗教觀點,不願意成為牧師。因此牛頓牧師職位的任命被無限期地延後。
後來牛頓被任命為盧卡斯數學教授席位時,就不可能迴避牧師職位這一問題了。牛頓最終獲得了查理二世的許可,才繞開了這一限制。
(牛津大學裡的牛頓雕像)
【廣泛的偉大成就】
他發現了廣義二項式定理,還發現了牛頓恆等式、牛頓法,分類了立方面曲線,首次使用了分式指數和坐標幾何學得到丟番圖方程的解。他用對數趨近了調和級數的部分和,首次使用冪級數和反轉冪級數。他還發現了π的一個新公式。
他研究了光的折射,表明稜鏡可以將白光發散為彩色光譜,也可以將彩色光譜重組為白光。牛頓還注意到,我們觀察到的顏色是物體與特定有色光相合的結果,而不是物體產生顏色的結果。他還發明了反射望遠鏡(現稱作牛頓望遠鏡)。
《自然哲學的數學原理》於1687年7月5日出版。該書中牛頓闡述了被視作真理的三大運動定律。牛頓使用拉丁單詞「gravitas」(沉重)來為引力命名。在這本書的出版使牛頓成為當時最有影響力的科學家。
(牛頓自己的《自然哲學的數學原理》副本)
【最後的鍊金術士】
牛頓在與神智學家亨利·莫爾接觸後,燃起了對鍊金術的興趣,並改用源於赫密斯神智學中,粒子相吸互斥思想的神秘力量來解釋,替換了先前假設以太存在的看法。擁有許多牛頓鍊金術著作的經濟學大師凱恩斯曾說:「牛頓不是理性時代的第一人,他是最後的一位鍊金術士。」
但牛頓對鍊金術的興趣卻與他對科學的貢獻息息相關,在那個時代鍊金術與科學沒有明確的區別。如果他沒有依靠神秘學思想來解釋穿過真空的超距作用,他可能也不會發展出他的重力理論。
【30年皇家鑄幣廠的監管】
1696年,牛頓通過了當時的財政大臣的提攜,遷到了倫敦,任皇家鑄幣廠的監管,一直到去世,長達31年。他主持了英國最大的貨幣重鑄工作。
1703年,牛頓成為皇家學會會長和法國科學院的會員。
(1712年,牛頓的肖像畫)
【沾污了的微積分之爭】
多數現代歷史學家都相信,牛頓與萊布尼茨分別獨立發明了微積分學。1699年初,皇家學會(牛頓也是其中的一員)的成員們指控萊布尼茨剽竊了牛頓的微積分成果,這導致了激烈的牛頓與萊布尼茨的微積分學論戰。
最終英國皇家學會宣布牛頓是微積分真正的發明者,斥責萊布尼茨剽竊。但後來人們發現該調查評論萊布尼茨的結語是牛頓本人書寫。這場持續多年的激烈糾紛,沾污了牛頓與萊布尼茨聲譽,直到萊布尼茨在1716年去世後才暫時停止。
【國葬的自然科學家】
牛頓於1727年3月31日在倫敦逝世,於西敏寺舉行國葬,成為史上第一個獲得國葬的自然科學家。1970年代,對牛頓頭髮的化學分析顯示其中水銀含量比正常值超出50多倍,最可能的解釋是他從事鍊金術所致。
英格蘭詩人亞歷山大·蒲柏為牛頓寫下了以下這段墓志銘:「自然和自然的法則隱藏在黑暗之中。上帝說:讓牛頓出世吧,於是一切豁然開朗。」
(威斯敏斯特教堂內的牛頓之墓)


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