最近牛頓挺忙,時常出現在各大網站的彈幕上。「牛頓:這事不歸我管,歸我弟弟牛X管。」「牛頓的棺材板要壓不住了。」「牛頓已退出直播間。」死了快三百年的牛頓,忽然之間在網絡世界裡活躍開了。眾網友時不時地拿他老人家出來調侃兩句,也不管人家樂不樂意。我估計那個古板的老頭聽了這些不著邊際的話會很生氣。
第一次認識牛頓,是在小學的教室裡。他的畫像和名言名句與居裡夫人等一眾科學家掛在教室的牆上,一掛就是6年,在我小小的年紀裡留下了深刻的印象。更深刻地認識牛頓是在中學的物理課上。第一定律,第二定律。本人文科生,學這玩意挺費勁。開始有點不喜歡他了。到了大學,總以為可以遠離理科。可沒想到,還是沒躲過牛頓他老人家的魔爪,遇上了微積分。當時的我那心裡真是哇涼哇涼的,一個勁地埋怨,這死老頭子少說兩句話不行嗎?發明的東西那麼難學。拼了命過了考試,發誓再也不想見到他。寒來暑往,這麼多年沒見他老人家,沒想到居然在網絡裡翻紅了,還是一副不大正經樣子。刻板,固執不化的老教授也有今天呀,可真是報了當年之仇。
牛頓到底是怎麼樣的人呢?我們今天來聊一聊他的生平事跡。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》。
在1687年發表的論文《自然定律》裡,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裡物理世界的科學觀點,並成為了現代工程學的基礎。通過論證克卜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。(這個挺討厭,考試老考這個)
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,牛頓與戈特弗裡德·威廉·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。(考試的惡夢)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。(徹底拜服)
評價一個人,不能只看他的成就,還得看他的成長和貢獻。牛頓出生於英格蘭林肯郡鄉下的一個小村莊,家裡挺窮。小時候讀書成績一般,但是喜歡學習,喜歡做一些簡單機械模型,如風車、木鐘、摺疊式提燈等等。牛頓家裡很窮,後來,迫於生活壓力,母親讓牛頓停學在家務農並希望牛頓成為一個農民。但是牛頓對務農並不感興趣,年幼的牛頓甚至曾經寫下:「威脅我的繼父與生母,要把他們連同房子一齊燒掉。」(這個小孩的個性一點也不可愛)
在中學時代學習成績很出眾,愛好讀書,對自然現象有好奇心,尤其是幾何學、哥白尼的日心說等等。他還分門別類地記讀書筆記,又喜歡別出心裁地做些小工具、小技巧、小發明、小試驗。總結一下,小時候的牛頓愛學習,會學習,動手能力很強。在生活上呢,當時牛頓家裡有兩位都以神父為職業的親戚,這可能影響了牛頓晚年的生活,牛頓晚年基本就是在研究神學。
牛頓19歲時進入劍橋大學,成為三一學院的減費生,1669年,巴羅為了提攜牛頓而辭去了教授之職,26歲的牛頓晉升為數學教授。巴羅讓賢,在科學史上一直被傳為佳話。在劍橋時期是牛頓科學生涯中的黃金歲月,他的三大成就:微積分、萬有引力、光學分析的思想就是在這時孕育成形的。
作為大學教授,牛頓常常忙得不修邊幅,往往領帶不結,襪帶不系好,馬褲也不紐扣,就走進了大學餐廳。他獨自遨遊於自己所創造的超級世界裡。有一次,他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差,他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指,把它當成通菸斗的通條,硬往菸斗裡塞,痛得姑娘大叫,離他而去。牛頓也因此終生未娶。(謝天謝地他老人家思考的不是些血淋淋的醫學問題)
牛頓一生成就很多,也有爭議。最有名的就是他和萊布尼茨到底誰先發現了微積分。牛頓利用王家學會會長的身份打壓萊布尼茨,控訴萊布尼茨抄襲他的研究。 後人通過研究萊布尼茨的手稿發現,萊布尼茨和牛頓是從不同的思路創建微積分的:牛頓是為解決運動問題,先有導數概念,後有積分概念;萊布尼茨則反過來,受其哲學思想的影響,先有積分概念,後有導數概念。萊布尼茨對微積分表述得更清楚,採用的符號系統比牛頓的更直觀、合理,被普遍採納沿用至今。牛頓僅僅是把微積分當作物理研究的數學工具,而萊布尼茨則意識到了微積分將會給數學帶來一場革命。
牛頓與萊布尼茨之爭,演變成了英國科學界與德國科學界、乃至與整個歐洲大陸科學界的對抗。英國數學家此後在很長一段時間內不願接受歐洲大陸數學家的研究成果。他們堅持教授、使用牛頓那套落後的微積分符號和過時的數學觀念,使得英國的數學研究停滯了一個多世紀,直到1820年才願意承認其他國家的數學成果,重新加入國際主流。 牛頓與萊布尼茨之爭無損於萊布尼茨的名聲,但對英國的科學事業卻是一場災難。
回想當年,恩師巴羅的讓賢才成就了牛頓的才華。老師化作春泥更護花的愛護賦予了牛頓學術研究的土壤,讓青青校園裡的佳木長成了支撐科學界的參天大樹。而今牛頓面對同樣才華橫溢的萊布尼茨,卻沒有半點欣賞和認同。劃時代的數學發現落入了俗套的名利之爭,牛頓越來越遠離給他帶來巨大成就的科學,不再是當年那個愛好科學的好少年。
1699年他又被任命為鑄幣局局長。總監只是國王在鑄幣局的代表,但是1666年英格蘭取消鑄幣稅之後總監的職位實際上已經幾乎沒有事情可做,純粹是個閒職。但是牛頓卻很負責,他大力打擊造假者,有時候還親自去刑場處觀看處決罪犯(這怎麼看得下去)。牛頓前後在皇家鑄幣局工作了三十多年,當了27年的鑄幣局局長。正是在這一期間,英國由銀本位制轉向了事實上的金本位制(又一成就出現了)。金本位制使得英國霸權確立之後幾乎運行了兩百年。
牛頓到了晚年,隨著科學聲譽的提高,他的政治地位也得到了提升。可是他逐漸開始疏遠給他帶來巨大成就的科學,他不時表示出對以他為代表的領域的厭惡。1705年他被安妮女王封為貴族,在倫敦過著堂皇的生活。他擔任英國皇家學會會長,在他任職的二十四年時間裡,他以鐵拳統治著學會。沒有他的同意,任何人都不能被選舉(老頭子變得不正常了)。
晚年的牛頓致力於神學的研究,他否定哲學,虔誠地相信上帝,並埋頭寫神學。一代科學家就這樣誤入歧途了。1727年3月20日,偉大的艾薩克·牛頓逝世,被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上鐫刻著:「讓人們歡呼這樣一位多麼偉大的,人類榮耀曾經在世界上存在。」