追随上帝的思想者牛顿_关于英国的历史故事

时间:2019-06-19  栏目:历史故事  

追随上帝的思想者牛顿_关于英国的历史故事

英国科学家牛顿是近代科学家中最杰出的代表人物,也是世界上最伟大的科学家之一。

艾萨克·牛顿(1642~1727年),伟大的英国物理学家、天文学家、数学家。他于1642 年12月25日生于林肯郡,牛顿是一个早产儿,出生时只有3磅重。接生婆和他的双亲都担心他能否活下来。牛顿出生前三个月父亲便去世了。在他2岁时,母亲改嫁,从此牛顿便由外祖母抚养。11岁时,母亲的后夫去世,牛顿才回到了母亲身边。大约从5岁开始,牛顿被送到公立学校读书,12岁时进入中学。青年时代进入剑桥大学三一学院学数学,1665年获学士学位。1667年,他进三一学院当研究生,次年获硕士学位。1669年,牛顿受到数学教授巴罗博士的推荐,继承他的教授职位。1689年和1701年,牛顿两次以剑桥大学代表的身份被选入议会。1696年他被聘为造币厂的监督。1703年起担任英国皇家学会会长。1727 年3月20日逝世于伦敦。

牛顿在科学上的贡献是非常巨大的。从天文学来说,他的主要成就有两方面,即天文光学的研究和万有引力定律的发现。

1666年,牛顿重复了用三棱镜分解日光为七色光带的实验。他正确地解释说,这是各色光线通过玻璃时折射率不同造成的。但是,他认为各种玻璃的折射本领都是一样的,因此折射望远镜不易制造。为了解决这个难题,牛顿便以铜锡合金磨成一面凹面镜来反射聚光成像,1672年牛顿制成了一种新的反射望远镜,一般称为牛顿望远镜。他亲手制造的望远镜现仍保存英国皇家学会作为珍贵的展品。(www.tshiny.cn)1666年,牛顿在家乡躲避瘟疫的时候,曾思考过引力问题。据牛顿晚年的密友斯多克雷的回忆录记载,牛顿在1726年4月15日亲口告诉他,牛顿曾因见到树上苹果落地而引起深思,引力的概念进入他的脑海之中。他的结论是,物体都互相吸引,地球上所有物质对苹果的吸引力的合力是向着地心的,因此苹果才向着地心落下。进一步,牛顿又把物体相互吸引的问题推广到宇宙间。他又想到月球离地球虽然远到地球半径的60倍,但地球的引力也一定会抵达月球。那么,月球何以不坠落呢?这一定和月球绕地球的运动有关。若月球暂时停止运动,无疑它会落向地球引起灾难性的碰撞,应该是月球的绕地运动使这灾难得以避免。天体互相吸引的概念,在牛顿以前就有人想到过,例如,英国物理学家R·胡克等人。他们甚至猜测过,引力是和距离平方成反比的。牛顿的贡献是,令人无可怀疑地证明了地球和其他天体的引力确实是按照这个规律变化的。不过,完成这个证明却需要很长的时间。一个可能的原因就是地球半径数据误差较大,从而使牛顿最初算出的月球绕地球运动的向心加速度和地面上重力加速度之比不符合与距离平方成反比的规律。

既已理解月球绕地球运行的问题,牛顿不难推想到地球绕太阳的运动也是受控于太阳引力的。其他行星与太阳的距离虽不同于地球,它们绕太阳的运动也必定是受它的引力支配。开普勒在牛顿之前曾经从观hardohardox600耐磨板x600耐磨板测的结果得出了行星运动的三定律,但行星为什么要按这些规律运动,他却未能作出解答。牛顿从数学上解答了这个问题。

牛顿首先证明了若要行星与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积,只需引hardox600耐磨板力的方向是沿着行星与太阳的连线即可,不问引力大小与距离有什么关系。假如行星的轨道为一椭圆,而太阳处于椭圆的一焦点上,那么牛顿的数学推理能够证明引力的强弱必须同太阳和行星的距离的平方成反比。在绕日运行各行星的物质同样受到太阳引力影响的假设下,数学方法也足以证明开普勒的第三定律,即任何两颗行星周期的平方同它们轨道长轴的立方成正比。通过进一步的研究,牛顿发现了天体力学中的许多奥秘。他认识到不但大天体如太阳、地球、月球按平方反比律互相吸引,而且宇宙间的每个质点和其他质点间也是以平方反比律互相吸引的。从这一假设出发,牛顿证明了任何层层均匀的球体,它对外的引力可以用同质量的质点放在它中心的位置来替代。

牛顿还用万有引力原理说明了hardox600耐磨板潮汐的各种现象,指hardox600耐磨板出潮汐的大小不但同朔望有关系,而且同太阳的引力也有关系。牛顿还从理论上推测,地球的两极较扁,而岁差就是由于太阳对赤道突出部分的摄动而造成的。

牛顿的许多发现都收在他的不朽杰作《自然哲学的数学原理》一书中,该书于1687年问世,一个崭新的天文学分支——天体力学便由此而诞生了。

牛顿虽然在科学上做出了无与伦比的贡献,但他总结了科学的发展规律后认为,人类理性的能力有限,不能包容一切经验,所以他开始相信《圣经》中的预言。1703年他被选为英国皇家学会会长,直到临终,连任长达25年。

牛顿临终前,面对仰慕他智慧和称颂他伟大科学成就的人,却谦虚地说:“我的工作和上帝的伟大创造相比,我只是一个在海边拾取小石和贝壳的小孩子。真理浩瀚如海洋,远非我们所能尽窥。”

安葬在英国伦敦威斯敏斯特大教堂的牛顿的墓碑上铭刻着:“艾萨克·牛顿爵士于此长眠。以自己发明的数学方法以及高度智慧,揭示行星的运动、彗星的轨道和海洋的潮汐;探究了任何人也没有预想的光的分解和色的本性;解释了自然和古代的事情。他以哲学证明了全能上帝的伟大,他一生过着朴素的生活。这位值得称赞的人物,岂不是全人类的光荣?”

有人认为牛顿研究科学是遇到无法解决的问题才转向上帝,转向宗教。也有人以为牛顿后半生如不研究神学,则会在科学上取得更大的成绩,而为牛顿大为惋惜。事实上,没有任何科学家像牛顿一样取得那么大的成就,也没有任何科学家在《圣经》研究方面花这么大的工夫。也许,世界上恐怕很少有科学家够资格指责牛顿的。

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