第7章 牛顿

少年时的牛顿

牛顿生于英格兰东密德兰林肯郡南凯斯蒂文埃尔斯索普的埃尔斯索普庄园。牛顿出生前3个月父亲便去世了。两岁时，母亲改嫁，牛顿由外祖母抚养。5岁开始，他被送到公立学校读书，12岁时进入中学。少年时的牛顿并不是神童，他资质平常，成绩一般，但他很喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物，并从中受到启发，自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意，如风车、木钟、折叠式提灯等等。药剂师的房子附近正建造风车，小牛顿把风车的机械原理摸透后，自己也制造了一架小风车。但是，推动他的风车转动的并不是风，而是动物。他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上，然后在轮子的前面放上一粒玉米，刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不断的跑动，于是轮子不停的转动；他还制造了一个小水钟：每天早晨，小水钟会自动滴水到他的脸上，催他起床。

牛顿的家境十分贫寒，因为家庭因素被迫休学，对于牛顿来说这无疑是重大打击。但是母亲并没有回心转意，最后只好违心地按照母亲的意愿去学习经商。每天一早，他跟一个老仆人到十几里外的大镇子去做买卖。牛顿非常不喜欢经商，把一切事务都交托老仆人经办，自己却偷偷跑到一个地方去读书。

时光渐渐流逝，牛顿越发对经商感到厌恶，心里所喜欢的只是读书。他怕家里人发觉，就每天与老仆人一同出去，到半路停下，在一个篱笆下读书。每当下午老仆人归来时，再一同回家。这样，日复一日，篱笆下的读书生活倒也其乐无穷。一天，他正在篱笆下兴致勃勃地读书，赶巧被过路的舅舅看见。舅舅一看这个情景，很是生气，大声责骂他不务正业，一把将牛顿手里的书抢了过来。舅舅一看他所读的是数学书，上面画着种种记号，心里受到感动。舅舅一把抱住牛顿，激动地说：“孩子，就按你的志向发展吧，你的正道应该是读书。”

回到家里后，舅舅竭力劝说牛顿的母亲，让牛顿弃商就学。在舅舅的帮助下，牛顿如愿以偿地复学了。牛顿19岁时进入剑桥大学，在这里，牛顿开始接触到大量自然科学著作，经常参加学院举办的各类讲座，包括地理、物理、天文和数学。牛顿的第一任教授伊萨克·巴罗是个博学多才的学者。这位学者独具慧眼，看出了牛顿具有敏锐的观察力、深邃的理解力。于是将自己的数学知识，包括计算曲线图形面积的方法，全部传授给牛顿，并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。不久，牛顿的数学高塔就建成了，22岁时发明了微分学，23岁时发明了积分学，为人类科学事业作出了巨大贡献。

后来，牛顿在回忆时说道：“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程，也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。”

牛顿本人一直非常谦虚，他谈及自己的成就时说：“如果说我看得远一些，那是因为我站在巨人的肩上。”“我不知道世界从什么角度来看我。至于我，我感到自己不过是在海滩上玩耍的孩童，偶尔在什么地方发现一块比别人拣到的较为光滑的卵石，或一个更为漂亮的贝壳而沾沾自喜，可是对舒展在我眼前的一片茫茫无边的尚未开发的真理的海洋却一无所知。”

牛顿和苹果的故事

牛顿被誉为近代科学的开创者，光的分析、万有引力定律和微积分学这三大成就为现代科学的发展奠定了基础。牛顿之所以能在科学上获得如此巨大的成就，与他刻苦学习和勤于钻研的精神是分不开的。牛顿身上的故事数不胜数，最为大家耳熟能详的就是牛顿与苹果的故事。

23岁时，鼠疫流行于伦敦。牛顿所在的金桥大学为了预防学生受到传染，学校暂时关闭。牛顿回到了故乡林肯郡乡下，在那里继续学习和研究。那时，乡下的孩子们经常用投石器打几个转转之后，把石头抛得很远，或者把一桶牛奶用力从头上转过，牛奶却掉不下来。这些事实都让牛顿产生了怀疑：“是什么力量使投石器里面的石头以及水桶里的牛奶掉不下来呢？”这个问题一直困扰着牛顿。

一天傍晚，牛顿坐在苹果树下认真看书，突然，一个苹果从树上掉下来，正好落在了牛顿的头上，恰巧当时牛顿正思考“什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上，以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上？”苹果事件的发生给了牛顿很大的启示，经过一系列试验、观察和演算，牛顿发现太阳的引力与它巨大的质量密切相关，同时还发现了宇宙的普遍规律：凡物体都有吸引力；质量越大，吸引力也越大；间距越大，吸引力就越小。这就是经典力学中著名的“万有引力定律”。

色彩的出现

牛顿还对光学进行了研究，发现了颜色的根源。一次，他在用自制望远镜观察天体时，无论怎样调整镜片，视点总是不清楚。他想，这可能与光线的折光有关。接着就实验起来。他在暗室的窗户上留一个小圆孔用来透光，在室内窗孔后放一个三棱镜，在三棱镜后挂好白屏接受通过三棱镜折进的光。结果，大出意外，牛顿惊异地看到，白屏上所接受的折光呈椭圆形，两端现出多彩的颜色来。对这个奇异的现象，牛顿进行了深入的思考。得知光受折射后，太阳的白光分散为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。因此，白光（阳光）是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七色光线汇合而成。自然界雨后天晴，阳光经过天空中余围的雨滴的折射、反射，形成五彩缤纷的虹霓，正是这个道理。

经过进一步研究，牛顿指出世界万物之所以有颜色，并非其自身有颜色。太阳普照万物，各物体只吸收它所接受的颜色，而将它所不能接受的颜色反射出来。这反射出来的颜色就是人们见到的各种物体的颜色。这一学说准确地道出颜色的根源，世界上自古以来所出现的各种颜色学说都被它所推翻。

随着科学声誉的提高，牛顿的政治地位也得到了提升。他为人类所做出的巨大贡献使他两次入选英国议会，1703年接受安娜女皇的封爵并出任皇家学会会长。晚年的牛顿开始致力于对神学的研究，他否定哲学的指导作用，虔诚地相信上帝，埋头于写以神学为题材的著作。1727年3月20日，伟大的艾萨克·牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。牛顿终身未婚，从没有享受到家庭生活所带来的快乐，他将自己的毕生精力献给了全人类的科学研究事业。在他的墓碑上镌刻着这样的话：让人们欢呼这样一位多么伟大的人类荣耀曾经在世界上存在。