艾薩剋·牛頓 | |
艾薩剋·牛頓爵士 | |
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艾薩剋·牛頓爵士,PRS MP(英語:Sir Isaac Newton,1643年1月4日-1727年3月31日,英語發音[ˈaɪzək ˈnjuːtn̩])[ 儒略歷:1642年12月25日-1727年3月20日][a]是一位英格蘭物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和煉金術士。1687年他發表《自然哲學的數學原理》,闡述了萬有引力和三大運動定律,奠定世界物理和天文學的基礎,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着相同的自然定律;為太陽中心學說提供了強而有力的理論支持,是科學革命的一個代表。
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,並基於對三棱鏡將白光發散成可見光譜的觀察,發展出了顔色理論。他還係統地表述了冷卻定律,並研究了音速。
在數學上,牛頓與戈特弗裏德·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,並為幂級數的研究作出了貢獻。
在2005年,英國皇傢學會發起了一場“誰是科學史上最有影響力的人”的民意調查,在皇傢學會院士和網民投票中,牛頓的排名高於阿爾伯特·愛因斯坦。
生平
早年生活
1643年1月4日(按照現行公歷[a]),艾薩剋·牛頓出生於英國英格蘭東密德蘭林肯郡南凱斯蒂文伍爾索普的伍爾索普莊園。他的父親同樣名為艾薩剋·牛頓,在他出生前三個月去世。由於早産的緣故,剛出生的牛頓十分瘦小;傳聞他母親漢娜·艾斯庫曾說過,牛頓剛出生時小得可以裝進一誇脫的馬剋杯。牛頓3歲時,母親改嫁並住進了新丈夫巴納巴斯·史密斯牧師位於北威特姆的傢,而把牛頓托付給了他的外祖母瑪傑裏·艾斯庫。年幼的牛頓不喜歡他的繼父,並因母親嫁給他的事而對母親持有一些敵意,牛頓甚至曾經寫下:“威脅我的繼父與生母,要把他們連同房子一起燒掉。”
據《大數學家》和《數學史介紹》兩書記載:“牛頓在鄉村學校開始學校教育的生活,後來被送到了格蘭瑟姆的國王中學,並成為了該校最出色的學生。在國王中學時,他寄宿在當地的藥劑師威廉·剋拉剋傢中,並在19歲前往劍橋大學求學前,與藥劑師的繼女安妮·斯托勒訂婚。之後因為牛頓專註於他的研究而使得愛情冷卻,斯托勒小姐嫁給了別人,牛頓也終生未娶。”
不過據和牛頓同時代的友人威廉·斯蒂剋利所著的《艾薩剋·牛頓爵士生平回憶錄》一書的描述,斯蒂剋利在牛頓死後曾訪問過文森特夫人,也就是當年牛頓的戀人斯托勒小姐。文森特夫人的名字叫做凱瑟琳,而不是安妮,安妮是她的妹妹[b],而且夫人僅表示牛頓當年寄宿時對她衹不過是“懷有情愫”的程度而已。
從12歲左右到17歲,牛頓都在國王中學學習,在該校圖書館的窗臺上還可以看見他當年的簽名。他曾從學校退學,並在1659年10月回到伍爾索普,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,但據牛頓的同儕後來的敘述,耕作工作讓牛頓相當不快樂。所幸國王中學的校長亨利·斯托剋斯說服了牛頓的母親,牛頓又被送回了學校以完成他的學業。他在18歲時完成了中學的學業,並得到了一份完美的畢業報告。牛頓的學業成績如此優秀,部分原因是為了挑戰和報復一個學校惡霸。劍橋心理學家西蒙·拜昂-柯恩認為,牛頓很可能患有亞斯伯格癥候群。
1661年6月,他進入了劍橋大學的三一學院。在那時,該學院的教學基於亞裏士多德的學說,但牛頓更喜歡閱讀一些勒奈·笛卡兒等現代哲學家以及伽利略·伽利萊、尼古拉·哥白尼和約翰內斯·開普勒等天文學家更先進的思想。1665年,他發現了廣義二項式定理,並開始發展一套新的數學理論,也就是後來為世人所熟知的微積分學。在1665年,牛頓獲得了學位,而大學為了預防倫敦大瘟疫而關閉了。在此後兩年裏,牛頓在傢中繼續研究微積分學、光學和萬有引力定律。
1667年,牛頓獲得奬學金,作為研究生重返劍橋大學三一學院。按照規定,衹有被正式任命的牧師纔有資格成為劍橋大學三一學院的研究生,由於持有非正統的宗教觀點,牛頓不願意成為牧師。但牧師職位的任命沒有最後期限,因此牛頓先獲得了研究生的名額,而牧師職位的任命被無限期地延後了。但是等後來牛頓被任命為盧卡斯數學教授席位時問題就來了,如此重要的職位不可能回避牧師職位任命這一條件。然而,牛頓獲得了查理二世的許可,還是繞開了這一限製(參見“中年生活”)。
中年生活
數學
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。根據牛頓周圍的人所述,牛頓要比萊布尼茨早幾年得出他的方法,但在1693年以前他幾乎沒有發表任何內容,並直至1704年他纔給出了其完整的敘述。其間,萊布尼茨已在1684年發表了他的方法的完整敘述。兩人創造了不同的微積分符號,歐洲大陸全面采用萊布尼茨符號,而英國堅持使用牛頓的微積分符號,直到1820年纔全面采納萊布尼茲的符號。萊布尼茨的筆記本記錄了他的思想從初期到成熟的發展過程,而在牛頓已知的記錄中衹發現了他最終的結果。
牛頓與瑞士數學家尼古拉·法蒂奧·丟勒的聯繫十分密切,後者一開始便被牛頓的引力定律所吸引。1691年,丟勒打算編寫一個新版本的牛頓《自然哲學的數學原理》,但從未完成它。在1694年這兩個人之間的關係冷卻了下來。在那個時候,丟勒還與萊布尼茨交換了幾封信件。
1699年初,皇傢學會(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。最終英國皇傢學會宣佈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年往生後纔暫時停止。:356-362
牛頓的一項被廣泛認可的成就是廣義二項式定理,它適用於任何幂。他發現了牛頓恆等式、牛頓法,分類了立方面麯綫(兩變量的三次多項式),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幂級數和反轉幂級數。他還發現了π的一個新公式。
他在1669年被授予盧卡斯數學教授席位。在那一天以前,劍橋或牛津的所有成員都是經過任命的聖公會牧師。不過,盧卡斯教授之職的條件要求其持有者不得活躍於教堂(大概是如此可讓持有者把更多時間用於科學研究上)。牛頓認為應免除他擔任神職工作的條件,這需要查理二世的許可,後者接受了牛頓的意見。這樣避免了牛頓的宗教觀點與聖公會信仰之間的衝突。
光學
從1670年到1672年,牛頓負責講授光學。在此期間,他研究了光的折射,表明棱鏡可以將白光發散為彩色光譜,而透鏡和第二個棱鏡可以將彩色光譜重組為白光。
他還通過分離出單色的光束,並將其照射到不同的物體上的實驗,發現了色光不會改變自身的性質。牛頓還註意到,無論是反射、散射或發射,色光都會保持同樣的顔色。因此,我們觀察到的顔色是物體與特定有色光相合的結果,不是物體産生顔色的結果。
由此,他得出如下結論:任何折射望遠鏡都會受到光色散成不同顔色的影響,並因此發明了反射望遠鏡(現稱作牛頓望遠鏡)來剋服這個睏難。他自己打磨大直徑的鏡片,使用牛頓環來檢驗鏡片的光學品質,從而製造出了優於折射望遠鏡的儀器。1671年,他嚮皇傢學會展示了自己的反射望遠鏡,隨後出版了自己的光學筆記,後來擴編為《光學》一書。羅伯特·鬍剋批評了牛頓的某些觀點,牛頓對此很不滿,並退出了辯論會。兩人自此以後成為了敵人,這一直持續到鬍剋去世。
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,他認為薄膜的折射和透射現象可以用光的“波動理論”來解釋,但自己的“微粒理論”才能更好地解釋光學現象,如衍射。1704年,牛頓著成《光學》,其中他詳述了光的粒子理論。他認為光是由非常微小的微粒組成的,而普通物質是由較粗微粒組成,並推測如果通過某種煉金術的轉化“難道物質和光不能互相轉變嗎?物質不可能由進入其結構中的光粒子得到主要的動力(Activity)嗎?後世的物理學家多持波動理論觀點。後來的量子力學則認為光有波動和微粒二重性,稱為波粒二象性,雖然該理論中的“微粒”光子與牛頓理論中的“微粒”差別很大。
1675年出版的《解釋光屬性的假說》(An Hypothesis explaining the Properties of Light)中,牛頓認為粒子間力的傳遞是透過以太進行的。不過牛頓在與神智學亨利·莫爾接觸後重新燃起了對煉金術的興趣,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。擁有許多牛頓煉金術著作的經濟學大師約翰·梅納德·凱恩斯曾說:“牛頓不是理性時代的第一人,他是最後的一位煉金術士。”但牛頓對煉金術的興趣卻與他對科學的貢獻息息相關,而且在那個時代煉金術與科學也還沒有明確的區別。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。
力學
1679年,牛頓重新回到力學的研究中:引力及其對行星軌道的作用、開普勒的行星運動定律、與鬍剋和佛蘭斯蒂德在力學上的討論。他將自己的成果歸結在《物體在軌道中之運動》(1684)一書中,該書中包含有初步的、後來在《自然哲學的數學原理》中形成的運動定律。
《自然哲學的數學原理》(現常簡稱作《原理》)在埃德蒙·哈雷的鼓勵和支持下於1687年7月5日出版。該書中牛頓闡述了其後兩百年間都被視作真理的三大運動定律。牛頓使用拉丁單詞“gravitas”(沉重)來為現今的引力命名,並定義了萬有引力定律。在這本書中,他還基於波義耳定律提出了首個分析測定空氣中音速的方法。
《原理》的出版使牛頓成為當時最有影響力的科學家。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。
晚年生活
牛頓在1690年代寫了很多處理聖經的文字解釋的宗教小册子。亨利·摩爾的宇宙信仰和拒絶笛卡爾二元論影響了牛頓的宗教觀念。在他發給約翰·洛剋的一個從未發表的手稿中,他質疑了三位一體的存在性。
皇傢鑄幣廠監管
1696年,牛頓通過當時的財政大臣查爾斯·孟塔古的提攜遷到倫敦作皇傢鑄幣廠的監管,一直到去世。他主持英國最大的貨幣重鑄工作,此職位一般都是閑職,但牛頓對該職位非常認真。他估計大約有20%的硬幣是偽造的。偽造貨幣在英國是大逆罪,會被處以極刑。為那些惡名昭著的罪犯定罪是非常睏難的;不過事實證明牛頓做得很好。
他掩飾自己的身份而搜集許多證據,然後公佈於酒吧和客棧裏。英國法律保留古老且麻煩的習慣,為的是讓起訴有一定的門檻,並將政府部門從司法中分離開來。牛頓為此當上太平紳士,並在1698年6月到1699年聖誕節間引導對200名證人、告密者和嫌疑犯的交叉訊問。而最後牛頓得以勝訴,並在1699年2月執行10名罪犯的死刑。
也許牛頓最偉大的勝利是以國王法律代理人的身份與威廉·查洛納對質。查洛納密謀策動一起假的天主教陰謀活動,然後檢舉那些不幸被他誘騙來的共謀者。在嚮國會請願時,查洛納控告鑄幣廠有償將工具提供給造偽幣者,並請求國會允許他檢查鑄幣廠的生産過程以證明他的控告。他還請求國會采納他所謂的“無法偽造的造幣過程”及“打擊假幣的計劃”。此時,牛頓被激怒,並開始着手調查,以查出查洛納做過事情。在調查中,牛頓發現查洛納參與偽幣製造。他立刻起訴查洛納,可是因為查洛納在高層有一些朋友,所以他被無罪釋放,這讓牛頓感到不滿。在第二次起訴中,牛頓提供確鑿的證據,並成功使查洛納被判處大逆罪。1699年3月23日,查洛納在泰伯恩行刑場被車裂。
1701年,牛頓辭去盧卡斯數學教授後。在改革對低成色貨幣和偽幣的流通和懲罰上鍛煉他的能力。牛頓在1717年通過安妮女王法案創立在金幣和銀幣之間的聯繫,非正式的把英鎊錢幣從銀本位轉移到金本位;這在當時是重大的改革,相當程度的增加英格蘭的財富和穩定。1705年,安妮女王授予牛頓爵士身份,牛頓是第二個被授勳的英國科學家,第一個是弗蘭西斯·培根。
皇傢學會會長
1703年牛頓成為皇傢學會會長和法國科學院的會員。他曾在《原理》的初版中使用天文學家約翰·佛蘭斯蒂德的數據,後來他與約翰交惡,約翰不許他出版自己的星圖。牛頓於是在《原理》的後續版本中係統性刪除約翰的全部數據。
逝世
牛頓於1727年3月31日[儒略歷:1726年3月20日][a]在倫敦睡夢中辭世,享壽八十四歲。於西敏寺舉行國葬,成為史上第一個獲得國葬的自然科學傢。
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煉金術所致。汞中毒可能解釋牛頓晚年的一些怪異行徑。
牛頓之墓位於西敏寺中殿,墓地上方聳立着一尊牛頓的雕像,其石像倚坐在一堆書籍上。身邊有兩位天使,還有一個巨大的地球造型以紀念他在科學上的功績。
“ | 自然和自然的法則隱藏在黑暗之中。 | ” |
世界觀
牛頓反對將宇宙解釋為一部純粹的機器,譬如一座大鐘。他說:“引力解釋了行星的運動,但卻不能解釋誰讓行星運動起來的。上帝統治萬物,知曉所有做過和能做的事。”
牛頓在《聖經》與早期教會父老上的研究也值得註意。牛頓寫作了一些聖經批判的作品,最著名的就是《兩處著名聖經訛誤的歷史變遷》。牛頓還擺放了一座與傳說日期公元33年4月3日相符的耶穌·基督受難像。他亦嘗試,但未成功地,去尋找《聖經》中隱藏的消息(參看聖經密碼)。
牛頓可能拒絶了教會的三位一體教義。在少數的觀點裏,T·C·普菲岑邁爾(T.C. Pfizenmaier)認為他更像是持有東方東正教三位一體觀,而不是西方天主教、聖公宗和大部分新教教派的觀點。在他的時代裏,牛頓(與不少活躍於皇傢學會和查理二世宮廷的人士一樣)被指是玫瑰十字會的會員。
在他的一生中,牛頓寫作了比自然科學更多的宗教學著述。他相信一個理性的主觀世界(immanent world),但他卻拒絶萊布尼茨和巴魯赫·斯賓諾莎深信的萬物有生論。因此,有序且動態的(ordered and dynamically informed)宇宙可以被理解,而且必須以主動的理性(active reason)去理解,但是這個完美且註定中的宇宙,必須有規律地運行。牛頓堅持認為,由於不穩定性的纍積和緩慢增長,必須有神的不斷幹預來改良宇宙這個係統。為此,萊布尼茨諷刺牛頓說:“神必須時不時地給他造的鐘上發條,否則這個鐘就會停擺。看起來,他沒有能力讓這個鐘永遠運行。”
德國哲學家黑格爾批評牛頓的光學是“粗野的反思方式”,但黑格爾武斷的自然哲學觀點也使黑格爾的哲學體係在科學界名譽掃地
宗教思想
牛頓與羅伯特·波義耳的機械論學說被理性主義作者提升成了泛神論和狂熱論的一個可行替代選項,並為東正教傳教士與宗教自由主義一類的異見傳教士有保留地接受了。這樣,科學的清晰簡潔,使得無論是在迷信者還是無神論者中,均無人可以企及,亦無人可以駁斥之。而與之同時,英國自然神論者的第二波浪潮使用了牛頓的發現來論證“自然宗教”的可能性。
波義耳的機械論宇宙觀給出了不利於啓蒙時代前的“魔法思想”和基督教神秘元素存在基礎的抨擊。牛頓通過數學證明的方式完善了波義耳的思想,並且,也許更重要的一點是,它們的普及也是非常成功的。打比方說,如果原來的世界是干涉主義的上帝所統治之世界的話,那麽牛頓就將它變成了用理性及普遍原理進行設計的上帝所創造之世界。這些原理讓每個人都能去獲取知識,讓每個人都能在此生此世積極地追求自身目標,並讓每個人都能用自身的理性力量來完善自我。
牛頓視上帝為造物者,因此認為在面對着所有生物之宏偉時,祂的存在便是不容否認的。但他的上帝觀産生了無法預見的神學結果,如同萊布尼茨指出的那樣,上帝現在已經完全地從世界事務中隱退了:對干涉的需要衹會證明上帝作品中的一些瑕疵,而這對一個完美且全能的造物主來說是不可能的事。萊布尼茨的神正論(theodicy)將上帝與參與祂的創造物的行為中分離開,從而消除了上帝在“罪惡問題”中承擔的責任。於是,對世界的理解便降低到了個體原因的水平,而人類,如同奧多·馬誇德所認識的那樣,應為修正和消滅罪惡承擔責任。
從另一方面說,宗教自由主義和牛頓學說的思想對千禧年主義的産生具有深遠的影響。千禧年主義是一個相信機械論宇宙觀的宗教派別,但其在實際上與狂熱論和神秘論如出一轍。啓蒙運動為了消滅它而與之進行了艱苦的鬥爭。
世界末日的觀點
在1704年的一本手稿中,牛頓描述了他試圖從《聖經》中提取出科學的信息,據他估計,世界將不會在2060年前終結。在預言中他說道:“我提到的這點並沒有斷言終結的時間,而是為那些頻繁預測終結時間的空想者們輕率的臆說畫上句號,每當他們的預言失敗時,便給神聖的預言帶來了恥辱。”
哲學思想
啓蒙運動的哲學家們選擇了科學先驅的一小段歷史——主要是伽利略、波義耳和牛頓——作為他們將自然和自然法則的單獨概念應用於當時每處物理和社會領域的指南和保證。在此方面,歷史的啓示與建構於其上的社會結構不容廢棄。
牛頓基於自然和可理性認知法則的宇宙觀,促成了啓蒙運動意識形態的萌芽。洛剋和伏爾泰將自然法則的概念應用於政治係統中,以提倡固有的權利;重農主義者和亞當·史密斯將心理學和利己主義的自然概念應用於經濟係統中;而社會學家則批評當時的社會秩序,以試圖讓歷史融入進步的自然模型裏。蒙博多和塞繆爾·剋拉剋一開始抵製牛頓的觀點,但後來他們重新解讀了牛頓的想法,使之與自己的宗教觀念相融合。
牛頓運動定律
著名的三大運動定律:
- 牛頓第一定律(亦稱慣性定律)指出,一個靜止狀態的物體趨嚮於保持靜止狀態,而在勻速運動中的物體趨嚮於保持勻速狀態,除非受到合外力的作用。它闡述了力和慣性這兩個物理概念,解釋了力和運動狀態的關係,並提出了一切物體都具有保持其運動狀態不變的特性——慣性,是物理學中一條重要的基本定律。
- 牛頓第二定律指出,作用於一個物體上的作用力等於其動量隨時間的變化率。在數學上,可寫成。假定式中的質量為常量,則可消去第一項。將加速度定義為,則可得出著名的等式。這說明了一個物體的加速度與作用在物體上的合力成正比,與其質量成反比。在米-千克-秒的度量衡係統下,質量的單位為千克,加速度為米每二次方秒,力為牛頓(為紀念他而命名)。
- 牛頓第三定律指出,每個作用力都有一個等值反嚮的反作用力。
兩個物體之間的作用力F和反作用力F´,沿同一直綫,大小相等,方向相反,分別作用在兩個物體上。
牛頓的蘋果
“ | 牛頓視蘋果落地 沉思裏的驚鴻一現 | ” |
牛頓的一則著名的故事稱,牛頓在受到一顆從樹上掉落的蘋果啓發後,闡示出了他的萬有引力定律。漫畫作品更認為,掉落的蘋果正好砸中了牛頓的腦門,它的碰撞讓他不知何故地明白了引力。約翰·康杜特,牛頓在皇傢造幣廠時的助理及牛頓外甥女的丈夫,在他有關牛頓生活的著述中提到了這件事:
1666年,他再次離開了劍橋大學,回到了住在林肯郡的母親身邊。當他在一座花園中沉思散步時,他突然想到重力(它的作用讓一顆蘋果從樹上掉到地上)不會僅局限於地球周圍的有限距離裏,而會延伸到比平常認為的更遠的地方。他自言自語道,為什麽不和月亮一樣高呢——如果這樣,一定會對她的運動産生影響——也許可以讓她保持在她的軌道上,於是他開始計算那樣的假設會産生怎樣的效果。
問題不在於引力是否存在,而在於它是否能從地球延伸到如此遠,還能夠成為保持月球在軌道運行的力。牛頓發現,如果讓該力隨距離的平方反比而減少,所計算出的月球軌道周期能與真實情況非常好地吻合。他猜想同樣的力也導致了其他的軌道運動,並因此將之命名為“萬有引力”。
同時代的作傢威廉·斯蒂剋利牧師在他的《艾薩剋·牛頓爵士生平回憶錄》中記錄了1726年4月15日他在肯辛頓與牛頓的一次談話,在該次談話中,牛頓回憶了“從前,引力的概念進入了他的腦海。在他正在沉思時,蘋果的下落引起了他的思考。為什麽蘋果總會垂直地落在地上,他心中想到。為什麽就不能走側面或者嚮上升,卻永遠地朝嚮地球的中心。”相似的說法還出現在伏爾泰的著述《Essay on Epic Poetry》(1727)中:“艾薩剋·牛頓爵士在他的花園裏散步,首次想到了他的引力體係,接着便看見一顆蘋果從樹上掉下。”
這些描述都可能誇大了牛頓本人自己敘述的在傢(伍爾索普莊園)裏靠窗坐着時,看見蘋果從樹上掉落的故事。
許多棵樹都被稱作是牛頓所描述的“那棵蘋果樹”。牛頓的母校國王中學表示當年該樹是這所學校買來的,在一些年後被連根拔起運到了校長的花園中。而當今擁有伍爾索普莊園所有權的國民信托的職員則認為在他們花園中的那棵樹正是牛頓所描述的那棵。還有兩棵原樹後代種植在劍橋大學,一棵在該校三一學院的大門外、牛頓當年居住並從事研究的屋子下面,一棵在該校的植物園。
名言
有觀點認為牛頓本人對他自己的成就非常謙遜,1676年,在他寫給羅伯特·鬍剋的一封信中出現了一句名言:法國數學家約瑟夫·拉格朗日常常說牛頓是迄今為止最偉大的天才,他還曾經評價牛頓是“最幸運的,因為我們已經無法再創立一個世界體係了。”
“ | 如果我比別人看得更遠,那是因為我站在巨人的肩上 | ” |
但有兩位作傢John Gribbin和Michael White認為,這其實是牛頓對鬍剋(身材矮小並駝背)的諷刺,而不含有——或除此外不含有——謙遜的意味:
牛頓在一篇回憶錄中寫道:
“ | 我不知道這個世界會如何看我,但對我自己而言我僅僅是一個在海邊嬉戲的頑童,為時而發現一粒光滑的石子或一片可愛的貝殼而歡喜,而我面前的偉大的真理的海洋依然未經探索。 | ” |
著作
- 《流數法》(Method of Fluxions,1671)
- Of Natures Obvious Laws & Processes in Vegetation(1671–75)有關煉金術未完成的作品
- 《物體在軌道中之運動》(De Motu Corporum in Gyrum,1684)
- 《自然哲學的數學原理》(Philosophiae Naturalis Principia Mathematica,1687)
- 《光學》(Opticks,1704)
- 《作為鑄幣廠主管的報告》(Reports as Master of the Mint,1701-1725)
- 《廣義算術》(Arithmetica Universalis,1707)
- 《簡編年史》(Short Chronicle)、《世界之體係》(The System of the World)、《光學講稿》(Optical Lectures)、《古王國年表,修訂》(The Chronology of Ancient Kingdoms, Amended)和De mundi systemate在他死後的1728年出版。
- 《兩處著名聖經訛誤的歷史變遷》(An Historical Account of Two Notable Corruptions of Scripture,1754)
文化影響
牛頓衹在去世前不久纔和幾個朋友談到受蘋果啓發的事,並且蘋果衹是落在他面前,沒有砸中他。2010年,為慶祝英國皇傢學會成立350周年,皇傢學會把一部分科學著作原稿的電子版上傳到網上。其中的一份牛頓好友威廉·斯蒂剋利於1752年出版的回憶錄就澄清了牛頓與蘋果樹的故事。南京大學、天津大學、汕頭大學、英國劍橋三一學院、美國麻省理工學院、加拿大約剋大學及日本東京大學都曾將牛頓老傢的蘋果樹的後裔的枝條栽種到自傢校園。
1983年,美國公共廣播公司播出了一部名為《牛頓的蘋果》的電視教育節目,共播出十餘年。該節目90年代時曾引進中國。
流行文化
- 美國蘋果公司最早的Logo就是一幅牛頓坐在蘋果樹下看書的鋼筆繪畫,由該公司創始人之一的羅納德·韋恩所設計。雖然沒有資料證明蘋果公司的名稱是否也來源於或部分地來源於牛頓的蘋果,但蘋果公司確實曾推出過一款名為牛頓的操作係統(見牛頓操作係統)及同名PDA(見Apple Newton)。
- 在2015年開播的日本特攝劇《假面騎士Ghost》中,牛頓為其中一個幽靈眼魂。
- 在2014年上綫的日本電子角色扮演遊戲《大航海時代V》中,牛頓除保留科學家身份外,也成為一名可由玩傢扮演的航海傢。
- 牛頓和他的蘋果經常成為科學題材電子遊戲的寵兒。如在2009年由Petri Purho開發的遊戲《蠟筆物理學》中,玩傢需要在最後一關想辦法讓蘋果砸醒打盹的牛頓。在2005年推出的中國遊戲《幫助牛頓》(Help Newton)中,玩傢需要通過各種辦法讓遊戲中的蘋果飛到牛頓手中。而在2016年推出的2D打架遊戲《科學格鬥》(Science Combat)中,玩傢可以操縱牛頓用落地的蘋果攻擊對手,還可以用三棱鏡射出的光綫攻擊對手。
註釋
參考文獻
引用
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Newton began his schooling in the village schools and was later sent to The King's School, Grantham, where he became the top student in the school. At King's, he lodged with the local apothecary, William Clarke and eventually became engaged to the apothecary's stepdaughter, Anne Storer, before he went off to the University of Cambridge at the age of 19. As Newton became engrossed in his studies, the romance cooled and Miss Storer married someone else. It is said he kept a warm memory of this love, but Newton had no other recorded 'sweet-hearts' and never married.
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In the year 1666 he retired again from Cambridge to his mother in Lincolnshire. Whilst he was pensively meandering in a garden it came into his thought that the power of gravity (which brought an apple from a tree to the ground) was not limited to a certain distance from earth, but that this power must extend much further than was usually thought. Why not as high as the Moon said he to himself & if so, that must influence her motion & perhaps retain her in her orbit, whereupon he fell a calculating what would be the effect of that supposition.
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來源
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延伸閱讀
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- 論文
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外部鏈接
Sir Isaac Newton PRS (25 December 1642 – 20 March 1726/27[a]) was an English mathematician, physicist, astronomer, theologian, and author (described in his own day as a "natural philosopher") who is widely recognised as one of the most influential scientists of all time and as a key figure in the scientific revolution. His book Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Mathematical Principles of Natural Philosophy), first published in 1687, laid the foundations of classical mechanics. Newton also made seminal contributions to optics, and shares credit with Gottfried Wilhelm Leibniz for developing the infinitesimal calculus.
In Principia, Newton formulated the laws of motion and universal gravitation that formed the dominant scientific viewpoint until it was superseded by the theory of relativity. Newton used his mathematical description of gravity to prove Kepler's laws of planetary motion, account for tides, the trajectories of comets, the precession of the equinoxes and other phenomena, eradicating doubt about the Solar System's heliocentricity. He demonstrated that the motion of objects on Earth and celestial bodies could be accounted for by the same principles. Newton's inference that the Earth is an oblate spheroid was later confirmed by the geodetic measurements of Maupertuis, La Condamine, and others, convincing most European scientists of the superiority of Newtonian mechanics over earlier systems.
Newton built the first practical reflecting telescope and developed a sophisticated theory of colour based on the observation that a prism separates white light into the colours of the visible spectrum. His work on light was collected in his highly influential book Opticks, published in 1704. He also formulated an empirical law of cooling, made the first theoretical calculation of the speed of sound, and introduced the notion of a Newtonian fluid. In addition to his work on calculus, as a mathematician Newton contributed to the study of power series, generalised the binomial theorem to non-integer exponents, developed a method for approximating the roots of a function, and classified most of the cubic plane curves.
Newton was a fellow of Trinity College and the second Lucasian Professor of Mathematics at the University of Cambridge. He was a devout but unorthodox Christian who privately rejected the doctrine of the Trinity. Unusually for a member of the Cambridge faculty of the day, he refused to take holy orders in the Church of England. Beyond his work on the mathematical sciences, Newton dedicated much of his time to the study of alchemy and biblical chronology, but most of his work in those areas remained unpublished until long after his death. Politically and personally tied to the Whig party, Newton served two brief terms as Member of Parliament for the University of Cambridge, in 1689–90 and 1701–02. He was knighted by Queen Anne in 1705 and spent the last three decades of his life in London, serving as Warden (1696–1700) and Master (1700–1727) of the Royal Mint, as well as president of the Royal Society (1703–1727).