走進男神牛頓

最新 03-25

艾薩克牛頓（1643年1月4日—1727年3月31日）爵士，英國皇家學會會長，英國著名的物理學家，百科全書式的「全才」，著有《自然哲學的數學原理》、《光學》。

為什麼要走進男神？哈哈，我怎麼想到，上了大學還要繼續學物理呢？既然要學，就離不開經典物理學，經典物理學其中一個支柱，就是以牛頓三大定律為基礎的經典力學。我還能說什麼？這一期推文，就是重點介紹這個男神——牛頓。老實說，我又想起了當初被物理支配的恐怖時代。但是，我已經下定決心，學好物理。所以，我要好好研究這個「百科書式」的全才。

他在1687年發表的論文《自然定律》里，對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此後三個世紀里物理世界的科學觀點，並成為了現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性，展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律；為太陽中心說提供了強有力的理論支持，並推動了科學革命。

在力學上，牛頓闡明了動量和角動量守恆的原理，提出牛頓運動定律。

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。他還系統地表述了冷卻定律，並研究了音速。

在數學上，牛頓與戈特弗里德·威廉·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定理，提出了「牛頓法」以趨近函數的零點，並為冪級數的研究做出了貢獻。

在經濟學上，牛頓提出金本位制度。

小杉子去搜牛頓，立刻被秒得不要不要的。簡直是天才啊。而且他真是全方位發展的「全才」啊。我還能說什麼？牛頓男神，快看我跪的姿勢對不對？杉子是知道他物理牛逼，數學了得。但是他連經濟都有涉獵啊！膜拜！哈哈，其實牛頓對化學的研究也是頗費心思。這下面會提到。

牛頓的一項被廣泛認可的成就是廣義二項式定理，它適用於任何冪。他發現了牛頓恆等式、牛頓法，分類了立方面曲線（兩變數的三次多項式），為有限差理論作出了重大貢獻，並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（這是歐拉求和公式的一個先驅），並首次有把握地使用冪級數和反轉（revert）冪級數。他還發現了π的一個新公式。

爵士PRSMP(Sir Isaac Newton，1643年1月4日-1727年3月31日，英語發音)[儒略曆：1642年12月25日-1726年3月20日]是一位英格蘭物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和鍊金術士。

人物生平

1643年1月4日，在英格蘭林肯郡小鎮沃爾索浦的一個自耕農家庭里，牛頓誕生了。牛頓是一個早產兒，出生時只有三磅重，接生婆和他的親人都擔心他能否活下來。誰也沒有料到這個看起來微不足道的小東西會成為了一位名垂千古的科學巨人，並且竟活到了84歲的高齡。

納尼？是我讀書少，見識少嗎？這麼輕？

然後還存活下來了。果然，是命運選擇了牛頓。

牛頓男神，真是太傳奇了吧!

牛頓出生前三個月父親便去世了。在他兩歲時，母親改嫁給一個牧師，把牛頓留在外祖母身邊撫養。11歲時，母親的後夫去世，母親帶著和後爸所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓自幼沉默寡言、性格倔強，這種習性可能來自他的家庭處境。

嗯，原來男神的童年也是有磨難的。嗯，勵志。

大約從五歲開始，牛頓被送到公立學校讀書。少年時的牛頓並不是神童，他資質平常、成績

一般，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡單機械模型製作方法的讀物，並從中受到啟發，自己動手製作些奇奇怪怪的小玩意，如風車、木鐘、摺疊式提燈等等。

從這裡可以總結，小時了了，大未必佳，小時尋常，大未平凡。男神小時候成績一般，但後來卻逆襲了，而且還是神一般的逆襲。聯想一下，男神有沒有很像玄幻小說或者武俠小說的男主角，一開始就是一個稀鬆平常的小夥子。出生就虛啊，然後頑強活下來了，然後童年經歷不大順利，孩童時在同齡人里也算不上「風流人物」......不過動手能力還是很強的。按照劇情的發展，這男主肯定會有奇遇，然後，化繭成蝶。

但男神小時候動手能力真的很強啊。傳說他自己研究風車的原理，自己製造了一架磨坊的模型。做風箏，在風箏尾部掛小燈，夜間看上去，人們還以為是彗星。自己做了一個小水鍾，很精準，早上會自動滴水，催起床。他還喜歡繪畫，雕刻和製作日晷。他經常製作日晷用來研究太陽的運動。

就問你們服不服？這動手能力絕了。果然是男主角的命，天生的光環。

牛頓12歲時進了離家不遠的格蘭瑟姆中學。牛頓的母親原希望他成為一個農民，但牛頓本人卻無意於此，而酷愛讀書。隨著年歲的增大，牛頓越發愛好讀書，喜歡沉思，做科學小實驗。他在格蘭瑟姆中學讀書時，曾經寄宿在一位藥劑師家裡，使他受到了化學試驗的熏陶。

我需要捂臉的表情。如果牛頓真做了農民，估計今天的物理不知會怎樣發展咯。哈哈，當個人理想與父母期望發生衝突時，我們有多少人能像牛頓這樣堅持自己？看來，男主角為什麼會成為男主角，還是有道理的。例如，堅持自己。

牛頓在中學時代學習成績並不出眾，只是愛好讀書，對自然現象有好奇心，例如顏色、日影四季的移動，尤其是幾何學、哥白尼的日心說等等。他還分門別類的記讀書筆記，又喜歡別出心裁的作些小工具、小技巧、小發明、小試驗。

學習男神的學習技巧，多讀書，多動腦，多動手。就算不能成為名師大家，也能在學習上取得一定的成就吧。學不會，學不好，看來還是方法問題。說不定，換個人教，換種思路，就能學好了呢？

後來迫於生活，母親讓牛頓停學在家務農，贍養家庭。但牛頓一有機會便埋首書卷，以至經常忘了幹活。每次，母親叫他同傭人一道上市場，熟悉做交易的生意經時，他便懇求傭人一個人上街，自己則躲在樹叢後看書。有一次，牛頓的舅父起了疑心，就跟蹤牛頓上市鎮去，發現他的外甥伸著腿，躺在草地上，正在聚精會神地鑽研一個數學問題。牛頓的好學精神感動了舅父，於是舅父勸服了母親讓牛頓復學，並鼓勵牛頓上大學讀書。牛頓又重新回到了學校，如饑似渴地汲取著書本上的營養。

別說舅舅感動了，杉子都很感動加慚愧啊。又沒有男神聰明，還沒有人家勤奮......能學好才有鬼呢。雞湯一波，比你好的還比你勤奮，還不學？大學再不努力？那不是白瞎四年青春？

求學之路

牛頓十六歲時數學知識還很膚淺，對高深的數學知識甚至可以說是不懂。「知識在於積累，聰明來自學習」。牛頓下決心靠自己的努力攀上數學的高峰。在基礎差的不利條件下，牛頓能正確認識自己，知難而進。他從基礎知識、基本公式重新學起，扎紮實實、步步推進。他研究完了歐幾里德幾何學後，又研究笛卡兒幾何學，對比之下覺得歐幾里德幾何學膚淺，便悉心鑽研笛氏幾何學，直到掌握要領、融會貫通。遂之發明了代數二項式定理。

哈哈，感覺牛頓就像是無意中得到了絕世武功的秘籍，然後苦心專研，拚命「苦練」，最後成為數一數二的高手。

1661年，19歲的牛頓以減費生的身份進入劍橋大學三一學院，靠為學院做雜務的收入支付學費，1664年成為獎學金獲得者，1665年獲學士學位。

勤工儉學的牛頓男神。捂臉加暴風哭泣。慚愧慚愧。

總有那麼一個伯樂，會發現牛頓這顆金子。畢竟是主角光環，藏不住的。

盧卡斯創設了一個獨闢蹊徑的講座，規定講授自然科學知識，如地理、物理、天文和數學課程。

講座的第一任教授伊薩克·巴羅是個博學的科學家。這位學者獨具慧眼，看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。於是將自己的數學知識，包括計算曲線圖形面積的方法，全部傳授給牛頓，並把牛頓引向了近代自然科學的研究領域。

看吧，像這種男主，就是會有這種奇遇，專門吸引「高手」，而且，功力不斷提升。

在這段學習過程中，牛頓掌握了算術、三角，讀了開普勒的《光學》，笛卡爾的《幾何學》和《哲學原理》，伽利略的《兩大世界體系的對話》，胡克的《顯微圖集》，還有皇家學會的歷史和早期的哲學學報等。

當時，牛頓在數學上很大程度是依靠自學。他學習了歐幾里得的《幾何原本》、笛卡爾的《幾何學》、沃利斯的《無窮算術》、巴羅的《數學講義》及韋達等許多數學家的著作。其中，對牛頓具有決定性影響的要數笛卡兒的《幾何學》和沃利斯的《無窮算術》，它們將牛頓迅速引導到當時數學最前沿～解析幾何與微積分。

慚愧一番，大神果然都是自學能力很強的啊。

人物歷程

1642年 8月，英國內戰爆發，戰爭持續到1649年。

1643年 1月4日，伊薩克·牛頓出生於英國烏爾斯索普，母親是漢納·牛頓。他的父親3個月前就去世了。

1655年牛頓12歲，開始上格蘭瑟姆文法學校。

1661年 6月牛頓18歲，進入劍橋大學。

1664年春天，牛頓21歲，開始進行光的實驗。

1665年22歲的牛頓拿到文學士學位，並開始發展他自己的高等數學。

倫敦流行大鼠疫，並擴散到其他城市。牛頓離開劍橋，回到伍爾斯索普。

1666年 23歲的牛頓在引力定律方面取得了重大突破。

1667年 3月，24歲的牛頓返回劍橋大學。6個月內，他被推選為三一學院的研究員。

1669年 7月，26歲的牛頓的作品《分析論》開始發行。

10月，牛頓被任命為劍橋大學盧卡西講座的數學教授，年僅26歲，是擔任該職位的最年輕的人。

1670—1671年牛頓研製出他的反射望遠鏡。

1672年 29歲牛頓應邀參加皇家學會，這是一個由資深科學家組成的團體。

2月，牛頓向學會遞交了他的入會後的第一篇論文。

1679年 6月，牛頓的母親去世。

1684年 41歲的牛頓開始撰寫他的《自然哲學的數學原理》，該書通稱為《原理》。

1686年 4月28日，43歲的《原理》一書的摘要在皇家學會宣讀。該書被視為科學界的經典作品。

1689年 46歲的牛頓被推選為劍橋大學代表，參加英國「國會會議」。

1693—1696年牛頓患了一種奇怪的病。

1696年 3月，53歲的牛頓病體康復，接受皇家造幣廠的監造員一職。

1699年 12月，56歲的牛頓被任命為皇家造幣廠廠長。

1701年 58歲的牛頓被選為代表劍橋大學的英國下議院議員。

1703年 11月30日，60歲的牛頓被選為皇家學會主席。

1704年 64歲的牛頓有關光的研究的著作《光學》出版。

1705年 65歲牛頓被安妮女王封為爵士。他是第一位獲此殊榮的科學家。

1727年 3月30日，牛頓爵士逝世，享年84歲。

男神一生未婚。他終其一生都在為自然科學做貢獻。關於男神未婚的原因，某科有一些推據。但杉子作為男神的崇拜者，是不好去八卦他的私人生活的。

爭議

牛頓，一個熱愛煉金的男人。牛頓對化學很感興趣，他可以一連六周待在實驗室里，研究他的鍊金術。在我們現在看來，鍊金術，嗯，的確是異想天開。但是別忘了，，牛頓生活在距離我們三百多年前的時代啊。在那個年代，化學的研究還沒有一個系統、正確的方向。一向喜歡站在巨人肩膀上的牛頓，在化學領域，沒有肩膀可以「依靠」......

有學者認為，牛頓痴迷鍊金術可能與他早年拮据的生活有關。

他總共留下了50多萬字的鍊金術手稿和100多萬字的神學手稿。

宗教

萬有引力定律是牛頓最著名的發現。

他說：「重力解釋行星的運行，但不能解釋誰使行星運行。上帝治理萬物，知道一切可做或能做的事。」

也就是說，牛頓有宗教信仰，但那是他用來解釋人們尚且無法解釋的現象。那個年代，人們普遍有信仰。而牛頓受到家庭的熏陶，也有信奉的宗教。如果有人能把對自然科學的研究和對上帝的信仰有機地結合，那必須有牛頓。

不管如何，我們以二十一世紀的眼光去看待牛頓的信仰問題，怎麼說都不太恰當。

而且，牛頓當時也沒想到說，他的三大定律只適合宏觀力學啊。

著名科學哲學家李察·威斯科（Richard Westfall）稱牛頓為「原型自然神論者」（proto-deist），所謂「自然神論」，是相信神創造這世界之後，就讓自然規律去統治這個世界

，自己再不插手，世界在自然規律的支配下運轉。牛頓正是抱著這種宇宙觀，所以牛頓對事情的解釋是自然規律加概率，當然沒禱告什麼事。在他那部著名的著作裡面，牛頓明確地說：他認為天體之所以會運動，是因為天主創造了萬物以後，也設定了各種自然規律，比如運動定律等等。天主先把它們一推，然後天體就按「動者恆動」的定律一直運動下去，事物都就按照自然規律和概率順其自然的發生。天主不再作任何事情。

感覺我在為牛頓洗白。哈哈，不是洗白啦，杉子畢竟是帶有個人色彩走進牛頓的。至於你們怎麼看待這位天才，那就是見仁見智咯。

與萊布里茨的爭執

在1699年初，皇家學會（牛頓也是其中的一員）的其他成員們指控萊布尼茨剽竊了牛頓的成果，爭論在1711年全面爆發了。牛頓所在的英國皇家學會宣布，一項調查表明了牛頓才是真正的發現者，而萊布尼茨被斥為騙子。但在後來，發現該調查評論萊布尼茨的結語是由牛頓本人書寫，因此該調查遭到了質疑。這導致了激烈的牛頓與萊布尼茨的微積分學論戰，並破壞了牛頓與萊布尼茨的生活，直到後者在1716年逝世。這場爭論在英國和歐洲大陸的數學家間划出了一道鴻溝，並可能阻礙了英國數學至少一個世紀的發展。

提出光的微粒說

當羅伯特·胡克批評了牛頓的某些觀點後，牛頓對其很不滿並退出了辯論會。兩人自此以後成為了敵人，這一直持續到胡克去世。

牛頓認為光是由粒子或微粒組成的，並會因加速通過光密介質而折射，但他也不得不將它們與波聯繫起來，以解釋光的衍射現象。而其後世的物理學家們則更加偏愛以純粹的光波來解釋衍射現象。現代的量子力學、光子以及波粒二象性的思想與牛頓對光的理解只有很小的相同點。

該怎麼說呢，牛頓的人際交往裡面，是有爭執的。他們對自己的學術研究是十分堅持的。不過，在這一點上，杉子覺得牛頓是有點高傲的，或者說，牛頓也難免存在人性，他也有人性的弱點。

由於《原理》的成就，牛頓得到了國際性的認可，並為他贏得了一大群支持者：牛頓與其中的瑞士數學家尼古拉·法蒂奧·丟勒建立了非常親密的關係，直到1693年他們的友誼破裂。這場友誼的結束讓牛頓患上了神經衰弱。

牛頓在精神衰弱期間，變得十分憤世嫉俗，他寫下很多「負能量」的話，表達他的不滿與憤怒之情。

在找這些資料，杉子心情也很沉重。對鍊金術的狂熱，分去了他對其他自然科學的研究時間。他的宗教觀使得他的研究不夠「純粹」，仍然沒有脫離「上帝之手」。他與競爭對手間的各種「爭鋒相對」......

諸如此類，小杉也不好評論。畢竟我們現在學習的是他的理論，而不是去八卦他的私人生活。