牛頓生平趣事探究
一、後人對牛頓的評價
倫敦威斯敏斯特教堂安葬著英國各個時期許多傑出的人物，凡是有機會來此地的人，必定會懷著特別激動和崇敬的心情在刻著碑文「伊薩克·牛頓長眠在此」的墓碑前默立，緬懷這位人類萬有引力定律的發現者。在牛頓的鑄像上刻著古羅馬詩人和哲學家盧克萊修的一句話：「他的智慧超人」。這句話充分表達了後世人對牛頓的天才的欽佩。曾有一些名人對牛頓的科學貢獻，作過這樣的評價：「牛頓藉助萬有引力定律而創立了科學的天文學，藉助於對光的分解而創立了科學的光學，藉助於二項式定理和無窮級數理論而創立了科學的數學，藉助於對力的本性的認識而創立了科學的力學。」諾貝爾物理學獎獲得者，丹麥原子物理學家玻爾說：「說得正確些，牛頓不僅把當時已知的全部知識整理歸納在一起，而且是非凡的天才，能夠預見到未來的科學發現和科學的進一步發展。」這些評價是一點也不過頭，而是恰如其分的。
二、牛頓的出生
1642年12月25日的早晨，在英國北部林肯郡的一個名叫烏爾斯索普的村莊裡，一個年輕而又虛弱的母親生下了一個只有3磅重的嬰兒。給他接生的產婆甚至沒有料到這個瘦弱的、先天不足的、蒼白的畸形小孩會活下來。她說：「咳，這麼一個小不點兒，我簡直可以把他塞進一隻杯子裡去！」這就是命運將這個叱吒風雲的科學家——牛頓誕生到世界上來的那種如同玩笑似的方式。牛頓是個遺腹子，在他出生前幾個月，他的父親因病去世。3年後，他的母親為生活所迫改嫁給一個牧師，搬到別的地方，把牛頓交給他的外祖母撫養。直到牛頓14歲時，母親改嫁後的丈夫病故後，她才重新回到家鄉，把牛頓從寄宿學校裡接回家來。
三、牛頓的童年
少年時代的牛頓愛好數學，注意觀察周圍的事物，尤其喜歡動手製作各種機械玩具。他把平時省下來的零用錢買了小鋸子和鐵錘等各種工具，動手模仿或設計製造各種各樣的小東西。
有一天，他對房東藥劑師的小舅子說：「可以將地下室裡的那個木桶給我嗎？我將用它做一隻鍾，我有把握說，你將再不會因為不知道準確時間而遲到了。」於是，他動手做了一隻「水鍾」。他在木桶裡刻了一些線條，桶底開了個小洞，每天早晨，將適量的水注入桶內，等水漏到某一刻線，就是正午，即吃午飯的時候。
離他外祖母家不遠的地方，有一架風車。牛頓經常跑到那裡去仔細觀察，把那個風車的機械原理完全摸透了，他決定自己動手造一架與其不同的風車，要比所有的都好。而且，推動風車轉動的，不是風而是動物。他別出心裁地把一隻老鼠縛在一架有輪子的踏車上，然後在輪子前面，在這個飢餓的踏車老鼠恰恰可望而不可及的距離處，放上一粒玉米。老鼠想吃玉米，就踏呀，踏呀，使輪子轉個不停。牛頓興奮地叫道：「相信大自然是會叫機械轉動的！」
念中學時，校長斯託克斯發現了牛頓，認為牛頓具有超人的理解和觀察能力，對牛頓十分器重，牛頓的才華也日益顯露出來，在中學裡成績一直名列前茅。牛頓充滿理想，腦子裡總想著各種學習問題。母親讓他放牧，他牽馬上山，邊走邊想著天上的太陽，待走到山頂想騎馬時，馬早已跑得無影無蹤了，自己手裡只剩下一條韁繩；叫他放羊，他專心致志地在樹下看書，以致羊群走散，糟塌了莊稼。舅父叫傭人陪他一起上市場，讓他熟悉一下做交易的生意經。但是，每次走近鎮子的時候，牛頓便懇求傭人一個人去鎮上做交易。他說：「在回來時，你可以到這兒來找我，我將在小樹叢後面讀我的書。」
每次交易的成功，使牛頓的舅父對生意的真實性起了疑心。一天，他跟蹤牛頓上集鎮去，發現牛頓伸著腿，躺在草地上，正在聚精會神地研究一個數學問題。牛頓的舅父無可奈何地說：「伊薩克，還是回去念你的書吧！」
1658 年，牛頓作了第一次物理實驗，測量順風跳躍和逆風跳躍的距離，為了測驗風力，牛頓在暴風雨中跑來跑去，淋得渾身溼透，把他母親嚇壞了，以為他「瘋」了。
四、牛頓的求學
19歲時，勤奮好學的牛頓以優異的成績，考入了著名的劍橋大學三一學院。學院優越的教學設備、眾多的圖書資料、濃厚的學術氣氛，以及許多享有盛譽的老師，使牛頓獲益匪淺。大學期間，他更加刻苦攻讀，悉心鑽研數學、光學和天文學，為後來的重大科學發現打下了堅實的基礎。
學院裡的巴羅教授發現牛頓具有非凡的才能，推薦他當研究生，並為他指出了攀登科學高峰的方向。1664 年，經過考核，巴羅讓牛頓做他的助手。第二年，牛頓獲劍橋大學學士學位，大學畢業後牛頓留在大學研究室，開始了他的科研生涯。
1665 年 6 月，一場可怕的瘟疫在倫敦流行，劍橋大學被迫停課，牛頓因此回到故鄉。在家鄉躲避瘟疫的18個月，可以說是牛頓一生中最重要的一個時期。這期間，他系統地整理了大學裡學習過的知識，潛心鑽研克卜勒、笛卡爾、阿基米德、伽利略等前輩科學家的主要論著，還進行了許多科學試驗。幾乎他所有最重要的發現：萬有引力定律、經典力學、微積分、光學等基本上都萌發於這段時期。
五、牛頓的科學研究與貢獻
萬有引力定律的發現是牛頓在自然科學中最輝煌的成就。在鄉下時，牛頓非常注意觀察太陽、月亮和星辰的運行。腦海裡經常長久地思考著一個問題：對於天體的運動能不能從動力學的角度去解釋？
1666 年的一天，牛頓正坐在花園裡的蘋果樹下專心地思考著地球引力的問題，忽然，一隻熟透了的蘋果從樹上掉下來，正好打中牛頓的腦袋，然後滾落進草地上一個小坑窪裡。牛頓顧不得去揉一揉被蘋果打疼的腦袋，便被蘋果落地這一十分普通的自然現象所吸引。他問自己，蘋果為什麼不掉向天空，卻偏偏落向地面呢？如果說蘋果有重量，那麼重量又是怎樣產生的呢？牛頓進一步思索著蘋果和地球之間相互吸引的問題。他想，地球大概有某種力量，能把一切東西都吸向它吧。物體所具有的重量，可能就是受地球引力的表現。這說明蘋果和地球之間有相互引力，而這種引力在整個宇宙空間可能都是存在的。他將人們的想像由一隻蘋果的落地引向了星體的運行。
牛頓思索著，他想：地球的引力如果沒有受到阻止，那麼月亮是否也會受到地球的吸引力呢？月亮總是按照一定的軌道，繞地球旋轉而不會越軌跑掉，不正是地球對它有吸引作用的結果嗎？他又進一步推想到：各個行星之所以圍繞著太陽運轉，也必定是太陽對它們的吸引作用產生的。牛頓在探索蘋果落地之謎後得出結論：「宇宙的定律就是質量與質量間的相互吸引。」從行星到行星，從恆星到恆星，這種相互吸引的交互作用，遍及無邊無際的空間，使宇宙間的每一事物都依照它的既定的軌道，在既定的時間，向著既定的位置運動。牛頓把這種存在於整個宇宙空間的相互吸引作用稱之為「萬有引力」。
從1665 年起，牛頓開始用嚴密的數學手段來進一步研究物體運動的規律 和理論。他從動力學的角度分析認為：克卜勒所提出的行星運動的三個定律都是萬有引力作用的結果。於是，牛頓從這些定律入手，通過一系列的數學推論，用微積分證明：克卜勒第一定律表明太陽作用於某一行星的力是吸引力，它與行星到太陽中心的距離的平方成反比；克卜勒第二定律表明作用於行星的力是沿著行星和太陽的連線方向，這個力只能起源於太陽；克卜勒第三定律表明太陽對於不同行星的吸引力都遵循平方反比關係。接著，牛頓從對天體運動的分析中，得出普遍的萬有引力定律。
牛頓發現萬有引力定律後，並沒有立即發表這個理論，他仍在冷靜地深思和研究。一方面，他要對這個定律的每個環節作出嚴密的數學論證；另一方面，還要對這一理論作出切實可靠的實踐檢驗。牛頓克服了巨大的困難， 花費了10多年的心血，1687 年，在英國著名天文學家哈雷等人的支持和贊助下，牛頓的不朽名著《自然哲學的數學原理》終於問世了。在這部共500多頁的名著中，包括了極其豐富的內容。牛頓論述了科學研究的方法；木星、月亮、彗星等天體的運動；海水的漲潮和落潮；振動和聲波的性質等問題，但貫穿全書並構成全書核心的則是力學的三大定律和萬有引力定律。
《自然哲學的數學原理》的出版，標誌著經典力學體系的建立。牛頓發現萬有引力定律是他在自然科學中最輝煌的成就。從蘋果落地到萬有引力定律的發表，先後經歷了10多個年頭，凝聚著牛頓多少心血啊！後世的人們，一直把蘋果落地的故事當作牛頓發現這一偉大定律的一個標記。在牛頓家的花園裡，那棵當年落下蘋果擊中牛頓頭的蘋果樹，一直被後人精心地護理著，吸引著無數慕名前來的參觀者。1820 年，這棵樹死後，還被當作珍貴的紀念物，分成好幾段，分別保存在英國皇家學會等處。而「蘋果落地」的故事則成為科學史上的一段佳話，在民間廣為傳誦。
牛頓在科學史上的崇高地位是舉世公認的。他一生中，不僅為經典力學奠定了基礎，而且在熱學、光學、天文、數學等方面都作出了卓越的貢獻。
在光學方面，牛頓用三稜鏡對太陽光進行分析，結果發現當一束日光透過稜鏡之後，會產生折射，白色的光散開，成為紅、橙、黃、綠、青、藍、 紫七種不同顏色的光。他還發現，當把其中任何一種顏色的光再射過第二個稜鏡時，它不會再分散成別的顏色的光。而太陽光透過濛濛雨霧，產生彩虹，也是同樣的道理。牛頓經過反覆實驗，細心觀察，得出了日光是由有色光組成的結論，從而為現代光譜學奠定了基礎。1704 年，牛頓出版了《光學》一書，書中匯集了他研究光現象的全部成果。這部著作至今仍是細密又精確地描寫物理實驗的典範，而用三稜鏡做實驗成了經典實驗項目，一貫地被應用於物理學上。
在研究光學的基礎上，牛頓發明了世界上第一架反射望遠鏡，使人類對天體的觀察進入一個新階段。1668 年，牛頓造的第一架反射望遠鏡長6寸， 直徑只有1寸，但卻可以放大40倍，一般4呎長的大望遠鏡都不及他的這臺小望遠鏡。後來，他又做了一臺較大的望遠鏡，並把它送給倫敦皇家學會，上面的題詞是：伊薩克·牛頓發明並於 1671 年親自製造。就在這一年，牛頓就被選為英國皇家學會會員。目前，世界上最大的望遠鏡都是這種反射望遠鏡，雖然比牛頓的反射望遠鏡大了差不多上百倍，但構造與牛頓做的幾乎完全一樣。1703年，牛頓當選為皇家學會會長，以後他每年都連選連任，直到1727年3月20日去世。
六、牛頓的個人情感
牛頓一生是獨自度過的，沒有結過婚。在他青年時代，曾經與他的表妹相戀過。有一次，他輕輕地握著表妹的手，含情脈脈地看著這位美人。正在這緊要時刻，他的心思忽地溜到另一個世界去了，頭腦中只剩下了無窮量的二項式定理。這時，已經走神的思想又開了小差，像做夢似的，他的手抓住了情人的一個手指，錯把手指當成通菸斗的通條了，硬往菸斗裡塞。表妹痛得大叫起來，牛頓這才清醒過來，滿面羞愧地連連道歉：「啊！親愛的，饒恕我吧！我知道，這是不行了。看來，我是該一輩子打光棍的！」就是因為太專心研究學問了，牛頓始終未能解決自己的終身大事。
牛頓似痴似瘋地學習和研究，一生鬧了許多笑話。一次，牛頓邊讀書邊煮雞蛋，待他想吃雞蛋，揭開鍋子一看，裡面煮的竟是他的懷表。原來，他腦子裡總想著研究的問題，雞蛋沒有放進鍋裡，卻把懷表扔了進去。還有一次，牛頓家裡來了一位分別已久的好朋友。牛頓十分高興，請朋友一同吃飯， 菜已擺好，牛頓想起家裡還有一瓶高級葡萄酒，便對朋友說：「我有一瓶很好的葡萄酒。讓我去拿來一同喝吧！」他請朋友稍等片刻，自己去拿酒。可是，朋友等了好久，仍不見牛頓回來。於是，朋友去找牛頓，發現他正聚精會神地在實驗室中埋頭搞他的研究呢！原來，牛頓在拿酒的時刻，忽然想起一個問題，需要試驗一下，竟把拿酒和請朋友吃飯的事忘得精光。
七、牛頓自評
牛頓，這位為人類科學樹立了豐碑的偉大科學家，在臨終前謙虛地說：「在科學的道路上，我只是一個在海邊玩耍的小孩子，偶然拾到一塊美麗的鵝卵石。至於真理的大海，我還沒有發現呢！」「如果我的見識，真有超過笛卡兒的地方，那也因為我是站在前輩偉人的肩膀上，才能望得遠啊！」