艾薩克·牛頓(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英國皇家學(xué)會(huì )會(huì )長(cháng),英國著(zhù)名的物理學(xué)家,百科全書(shū)式的全才,著(zhù)有《自然哲學(xué)的數學(xué)原理》、《光學(xué)》。他在1687年發(fā)表的論文《自然定律》里,對萬(wàn)有引力和三大運動(dòng)定律進(jìn)行了描述。這些描述奠定了此后三個(gè)世紀里物理世界的科學(xué)觀(guān)點(diǎn),并成為了現代工程學(xué)的基礎。他通過(guò)論證開(kāi)普勒行星運動(dòng)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(dòng)都遵循著(zhù)相同的自然定律;為太陽(yáng)中心說(shuō)提供了強有力的理論支持,并推動(dòng)了科學(xué)革命。
牛頓
1643年1月4日,艾薩克·牛頓出生于英格蘭林肯郡鄉下的一個(gè)小村落伍爾索普村的伍爾索普莊園。在牛頓出生之時(shí),英格蘭并沒(méi)有采用教皇的最新歷法,因此他的生日被記載為1642年的圣誕節。牛頓出生前三個(gè)月,他同樣名為艾薩克的父親才剛去世。由于早產(chǎn)的緣故,新生的牛頓十分瘦??;據傳聞,他的母親漢娜·艾斯庫(Hannah Ayscough)曾說(shuō)過(guò),牛頓剛出生時(shí)小得可以把他裝進(jìn)一夸脫的馬克杯中。當牛頓3歲時(shí),他的母親改嫁并住進(jìn)了新丈夫巴納巴斯·史密斯(Barnabus Smith)牧師的家,而把牛頓托付給了他的外祖母瑪杰里·艾斯庫(Margery Ayscough)。年幼的牛頓不喜歡他的繼父,并因母親改嫁的事而對母親持有一些敵意,牛頓甚至曾經(jīng)寫(xiě)下:威脅我的繼父與生母,要把他們連同房子一齊燒掉。
1648年,牛頓被送去讀書(shū)。少年時(shí)的牛頓并不是神童,他成績(jì)一般,但他喜歡讀書(shū),喜歡看一些介紹各種簡(jiǎn)單機械模型制作方法的讀物,并從中受到啟發(fā),自己動(dòng)手制作些奇奇怪怪的小玩意,如風(fēng)車(chē)、木鐘、折疊式提燈等等。
傳說(shuō)小牛頓把風(fēng)車(chē)的機械原理摸透后,自己制造了一架磨坊的模型,他將老鼠綁在一架有輪子的踏車(chē)上,然后在輪子的前面放上一粒玉米,剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不斷地跑動(dòng),于是輪子不停地轉動(dòng);又一次他放風(fēng)箏時(shí),在繩子上懸掛著(zhù)小燈,夜間村人看去驚疑是彗星出現;他還制造了一個(gè)小水鐘。每天早晨,小水鐘會(huì )自動(dòng)滴水到他的臉上,催他起床。他還喜歡繪畫(huà)、雕刻,尤其喜歡刻日晷,家里墻角、窗臺上到處安放著(zhù)他刻畫(huà)的日晷,用以驗看日影的移動(dòng)。
1654年,牛頓進(jìn)了離家有十幾公里九龍的金格斯皇家中學(xué)讀書(shū)。牛頓的母親原希望他成為一個(gè)農民,但牛頓本人卻無(wú)意于此,而酷愛(ài)讀書(shū)。隨著(zhù)年歲的增大,牛頓越發(fā)愛(ài)好讀書(shū),喜歡沉思,做科學(xué)小實(shí)驗。他在金格斯皇家中學(xué)讀書(shū)時(shí),曾經(jīng)寄宿在一位藥劑師家里,使他受到了化學(xué)試驗的熏陶。
牛頓在中學(xué)時(shí)代學(xué)習成績(jì)很出眾,愛(ài)好讀書(shū),對自然現象有好奇心,例如顏色、日影四季的移動(dòng),尤其是幾何學(xué)、哥白尼的日心說(shuō)等等。他還分門(mén)別類(lèi)的記讀書(shū)筆記,又喜歡別出心裁地做些小工具、小技巧、小發(fā)明、小試驗。
當時(shí)英國社會(huì )滲透基督教新思想,牛頓家里有兩位都以神父為職業(yè)的親戚,這可能是牛頓晚年的宗教生活所受的影響。僅從這些平凡的環(huán)境和活動(dòng)中,還看不出幼年的牛頓是個(gè)才能出眾異于常人的兒童。
后來(lái)迫于生活困難,母親讓牛頓停學(xué)在家務(wù)農,贍養家庭。但牛頓一有機會(huì )便埋首書(shū)卷,以至經(jīng)常忘了干活。每次,母親叫他同傭人一道上市場(chǎng),熟悉做交易的生意經(jīng)時(shí),他便懇求傭人一個(gè)人上街,自己則躲在樹(shù)叢后看書(shū)。有一次,牛頓的舅父起了疑心,就跟蹤牛頓上市鎮去,發(fā)現他的外甥牛頓伸著(zhù)腿,躺在草地上,正在聚精會(huì )神地鉆研一個(gè)數學(xué)問(wèn)題。牛頓的好學(xué)精神感動(dòng)了舅父,于是舅父勸服了母親讓牛頓復學(xué),并鼓勵牛頓上大學(xué)讀書(shū)。牛頓又重新回到了學(xué)校,如饑似渴地汲取著(zhù)書(shū)本上的營(yíng)養。
據《大數學(xué)家》(Men of Mathematics,E·T·貝爾(E.T. Bell)著(zhù))和《數學(xué)史介紹》(An introduction to the history of mathematics,H·伊夫斯(H. Eves)著(zhù))兩書(shū)記載:牛頓在鄉村學(xué)校開(kāi)始學(xué)校教育的生活,后來(lái)被送到了格蘭瑟姆的國王中學(xué),并成為了該校最出色的學(xué)生。在國王中學(xué)時(shí),他寄宿在當地的藥劑師威廉·克拉克(William Clarke)家中,并在19歲前往劍橋大學(xué)求學(xué)前,與藥劑師的繼女安妮·斯托勒(Anne Storer)訂婚。之后因為牛頓專(zhuān)注于他的研究而使得愛(ài)情冷卻,斯托勒小姐嫁給了別人。據說(shuō)牛頓對這次的戀情保有一段美好的回憶,但此后便再也沒(méi)有其他的羅曼史,牛頓也終生未娶。
不過(guò)據和牛頓同時(shí)代的友人威廉·斯蒂克利(William Stukeley)所著(zhù)的《艾薩克·牛頓爵士生平回憶錄》(Memoirs of Sir Isaac Newtons Life)一書(shū)的描述,斯蒂克利在牛頓死后曾訪(fǎng)問(wèn)過(guò)文森特(Vincent)夫人,也就是當年牛頓的戀人斯托勒小姐。文森特夫人的名字叫作凱瑟琳,而不是安妮,安妮是她的妹妹(參見(jiàn)Arthur Storer),而且夫人僅表示牛頓當年寄宿時(shí)對她只不過(guò)是懷有情愫的程度而已。
從12 歲左右到17歲,牛頓都在金格斯皇家中學(xué)學(xué)習,在該校圖書(shū)館的窗臺上還可以看見(jiàn)他當年的簽名。他曾從學(xué)校退學(xué),并在1659年10月回到埃爾斯索普村,因為他再度守寡的母親想讓牛頓當一名農夫。牛頓雖然順從了母親的意思,但據牛頓的同儕后來(lái)的敘述,耕作工作讓牛頓相當不快樂(lè )。所幸金格斯皇家中學(xué)的校長(cháng)亨利·斯托克斯(Henry Stokes)說(shuō)服了牛頓的母親,牛頓又被送回了學(xué)校以完成他的學(xué)業(yè)。他在18歲時(shí)完成了中學(xué)的學(xué)業(yè),并得到了一份完美的畢業(yè)報告。
1661年6月3日,他進(jìn)入了劍橋大學(xué)的三一學(xué)院。在那時(shí),該學(xué)院的教學(xué)基于亞里士多德的學(xué)說(shuō),但牛頓更喜歡閱讀一些笛卡爾等現代哲學(xué)家以及伽利略、哥白尼和開(kāi)普勒等天文學(xué)家更先進(jìn)的思想。1665年,他發(fā)現了廣義二項式定理,并開(kāi)始發(fā)展一套新的數學(xué)理論,也就是后來(lái)為世人所熟知的微積分學(xué)。在1665年,牛頓獲得了學(xué)位,而大學(xué)為了預防倫敦大瘟疫而關(guān)閉了。在此后兩年里,牛頓在家中繼續研究微積分學(xué)、光學(xué)和萬(wàn)有引力定律。
1669年,被授予盧卡斯數學(xué)教授席位。 1689年,他當選為國會(huì )議員。牛頓在1689年到1690年和1701年是皇家科學(xué)院的成員,在1703年成為皇家學(xué)會(huì )會(huì )長(cháng),并任職24年之久,在歷任會(huì )長(cháng)中僅次于約瑟夫·班克斯,同時(shí)也是法國科學(xué)院的會(huì )員。
1696年,牛頓通過(guò)了當時(shí)的財政大臣查爾斯·孟塔古的提攜遷到了倫敦作皇家鑄幣廠(chǎng)的監管,一直到去世。他主持了英國最大的貨幣重鑄工作,此職位一般都是閑職,但牛頓卻非常認真的對待。身為皇家鑄幣廠(chǎng)的主管官員,牛頓估計大約有20%的硬幣是偽造的。為那些惡名昭著(zhù)的罪犯定罪是非常困難的;不過(guò)事實(shí)證明牛頓做得很好。牛頓為此當上了太平紳士。
1705年,牛頓被安妮女王封為爵士。牛頓在1670年代寫(xiě)了很多處理圣經(jīng)的文字解釋的宗教小冊子。亨利·摩爾的宇宙信仰和拒絕笛卡兒二元論影響了牛頓的宗教觀(guān)念。在他發(fā)給約翰·洛克的一個(gè)從未發(fā)表的手稿中,他爭議了三位一體的存在性。
1727年3月31日(格蘭歷),偉大的艾薩克·牛頓逝世,與很多杰出的英國人一樣被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著(zhù):讓人們歡呼這樣一位多么偉大的人類(lèi)榮耀曾經(jīng)在世界上存在。
當西元1727年牛頓以85歲的高齡過(guò)世時(shí),英國人將他葬于西敏寺。西敏寺的前身是一個(gè)修道院,1579年,英國女王伊麗莎白一世將西敏寺改為學(xué)院,校長(cháng)由英國君主任命。西敏寺的正式名稱(chēng)因此改為威斯敏斯特圣彼得學(xué)院教堂,其后三個(gè)世紀,西敏寺成為牛津與劍橋之后的第三所英國高等學(xué)府。詩(shī)人亞歷山大·波普(Alexander Pope)為牛頓寫(xiě)下了以下這段墓志銘:Nature and Nature law lay hid in night ; God said,"Let Newton be," and all was light。自然與自然的定律,都隱藏在黑暗之中;上帝說(shuō)"讓牛頓來(lái)吧!"于是,一切變?yōu)楣饷鳌?/p>
九百多年來(lái),西敏寺除了供信徒作禮拜、祈禱、膜拜之外,也是英國慶典的重要場(chǎng)所。英國的社會(huì )名流無(wú)不以死后能安葬于此為榮耀。而根據統計,占地面積達2972平方米的西敏寺(威斯敏斯特圣彼得學(xué)院教堂)內,安葬了共三千三百多人,包括很多當代的知名人士,如:達爾文、狄更斯、牛頓、丘吉爾……無(wú)數位在英國有著(zhù)深遠影響的歷史人物都安息在西敏寺中,也有許多名人,本身并沒(méi)葬在這里,卻有寫(xiě)上其名字的石板子嵌在地上作為紀念。而里頭最著(zhù)名的便是牛頓,他是人類(lèi)歷史上第一個(gè)獲得國葬的自然科學(xué)家。
他的墓地位于威斯敏斯特教堂正面大廳的中央,也就是中殿 (nave) 那里,墓地上方聳立著(zhù)一尊牛頓的雕像,其石像倚坐在一堆書(shū)籍上,雙手沒(méi)有合十。身邊有兩位天使,還有一個(gè)巨大的地球造型以紀念他在科學(xué)上的功績(jì)。
不管牛頓的生平有過(guò)多少謎團和爭議,但這都不足以降低牛頓的影響力。1726年,伏爾泰曾說(shuō)過(guò)牛頓是最偉大的人,因為他用真理的力量統治我們的頭腦,而不是用武力奴役我們。
事實(shí)上,如果你查閱一部科學(xué)百科全書(shū)的索引,你會(huì )發(fā)現有關(guān)牛頓和他的定律及發(fā)現的材料要比任何一位科學(xué)家都多二到三倍。萊布尼茨并不是牛頓的朋友,他們之間曾有過(guò)非常激烈的爭論。但他寫(xiě)道:從世界的開(kāi)始直到牛頓生活的時(shí)代為止,對數學(xué)發(fā)展的貢獻絕大部分是牛頓做出的。偉大的法國科學(xué)家拉普拉斯寫(xiě)到:《原理》是人類(lèi)智慧的產(chǎn)物中最卓越的杰作。拉格朗日經(jīng)常說(shuō)牛頓是有史以來(lái)最偉大的天才。
在美國學(xué)者麥克·哈特所著(zhù)的《影響人類(lèi)歷史進(jìn)程的100名人排行榜》,牛頓名列第2位,僅次于穆罕默德。書(shū)中指出:在牛頓誕生后的數百年里,人們的生活方式發(fā)現了翻天覆地的變化,而這些變化大都是基于牛頓的理論和發(fā)現。在過(guò)去500年里,隨著(zhù)現代科學(xué)的興起,大多數人的日常生活發(fā)生了革命性的變化。同1500年前的人相比,我們穿著(zhù)不同,飲食不同,工作不同,更與他們不同的是我們還有大量的閑暇時(shí)間??茖W(xué)發(fā)現不僅帶來(lái)技術(shù)上和經(jīng)濟上的革命,它還完全改變了政治、宗教思想、藝術(shù)和哲學(xué)。
2003年,英國廣播公司在一次全球性的評選最偉大的英國人活動(dòng)當中,牛頓被評為最偉大的英國人之首。在《偉大的英國人》系列紀錄片中專(zhuān)門(mén)編輯了牛頓專(zhuān)集的歷史學(xué)家特里斯特拉姆·亨特表示:全球的公眾意識到牛頓的成就是世界性的,而且對全人類(lèi)都產(chǎn)生影響。這些投票者顯然都跨越了國界,他對于牛頓的一馬當先感到高興。