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伟大的科学家牛顿
伊萨克·牛顿爵士
安葬在这里。
他以超乎常人的智力，
第一个证明了
行星的运动和形状，
彗星的轨道和海洋的潮汐。
他孜孜不倦地研究
光线的各种不同的折射角，
颜色所产生的种种性质。
对于自然、历史和 《圣经》，
他是一个勤勉、敏锐而忠实的诠释者。
他以自己的哲学证明了上帝的庄严，
并在他的举止中表现了福音的纯朴。
让人类欢呼
曾经存在过这样一位
伟大的人类之光。
这是牛顿的墓碑上刻下的铭句，也是对他一生最好的总结和概括。
伊萨克·牛顿（1642～1727年）是近代科学史上最负盛名的英国物理学
家和数学家，是经典力学的集大成者，同时也是几何光学的奠基人。他总结
了那个时代在力学和天文学方面的一系列重大发现，建立了经典力学体系，
集中代表了“新兴自然科学的第一个时期”的主要科学成就。
牛顿是一个小农庄主的遗腹子，1642年的圣诞节出生在英国剑桥附近的
伍耳索普小镇。年轻美丽而又聪明能干的母亲汉娜辛辛苦苦将他抚育到4岁
时，经人说媒而改嫁了，因而牛顿跟外祖母一起生活。
小时候，牛顿常常是耐着寂寞一个人玩、一个人想，渐渐地养成了沉默
寡言、胆小腼腆、孤僻的性格。他不喜欢跟别的孩子一起玩耍，也很少有笑
容。到了6岁该上学的年纪，他又厌倦学校，上课时心不在焉，成绩上不去，
下课又不跟人交朋友，也不会顽皮地讨人喜欢，于是老师和同学们把他看作
“迟钝的呆子”，学习成绩并非上等。但幼小的牛顿很愿意动手干木工活，
专注于自己喜爱的各种劳作，还爱沉思默想一些自然现象。
牛顿12岁时，进入格兰萨姆的皇家学校就读。为了方便就近上学，牛顿
租房居住在克拉克药局的二楼。在这里学习期间，牛顿开始奋发图强，开始
和班里的同学交往谈话，学习越来越用功，成绩也越来越好，不久在班里就
名列前茅。
课余时，牛顿还特别喜欢做机械、仪表、木工活之类的事情，也喜欢绘
画和写诗。他帮助同学们做了许多提灯。黎明前的格兰萨姆镇出现了学生们
的提灯行列，照亮了他们上学去的道路。那一年，正好天上出现了彗星，当
时的老百姓大多数人都认为是凶兆，因而惶恐不安。一到晚上，家家紧闭门
窗，垂下厚厚的窗帘，躲在里面不敢出来。只有牛顿不怕，他把多余的提灯
绑在风筝上，悄悄地放到夜空中去。这些假彗星使老百姓好几个晚上都害怕
而深感不安。牛顿的恶作剧受到了克拉克夫妇的愤怒指责，但牛顿却冷静地
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回答说：“彗星到底对人类会产生什么影响呢？真正的彗星就跟这个提灯一
样，绝不是什么不祥之兆，为什么要去迷信它呢？”
不久，牛顿为克拉克夫妇的养女史托丽的白老鼠做了一个像小型木车似
的笼子，白老鼠在里面不停地跑，它便不停地转，史托丽真是高兴极了。白
老鼠转动的车吸引了孩子们的兴趣，牛顿抓住了孩子们的心，他成了受欢迎
的小小发明家。后来，他又做了连接吻合的齿轮，用白老鼠转动的车带动风
车转动起来了。后来牛顿还发明了比砂漏时钟准确得多的水漏时钟，这两件
事使牛顿在村镇上名声大震。
这个时候，在安静幽闲的时候，牛顿继续写诗作画，山水画、人物素描
贴满了墙壁。
1661年牛顿考上了剑桥大学三一学院。在学习上，牛顿的拉丁语学得很
出色，也掌握了一些希腊语和希伯来语知识。头两年，他学会了算术、三角，
学习了欧几里德的《几何原本》，他也熟悉了哥白尼的日心说，读了开普勒
的《光学》，早在1663年，牛顿就钻研了笛卡儿的《几何学》，还读了其他
一些数学家的著作。
牛顿在大学三年级时有幸碰到一位伯乐，那是一位担任“鲁卡斯数学讲
座”的教授，名叫巴罗（Barrowl.，1630—1677年）的学者。他不仅发现了
牛顿这个天才，而且他本人对牛顿在学术上，特别在数学上的直接影响也是
很大的。1664年牛顿被选为三一学院的优等生，由学校发给他学费，这样，
他便可以把用来挣学费而为别人做杂务的时间节省下来用在钻研他的数学
上。牛顿在巴罗教授指导下搞研究，感到心情舒畅。
巴罗教授不墨守成规，他不仅讲授自己的观点，还介绍各种假说的争论
情况，以启发学生的智慧。他启发学生思考新的理论，要敢于推翻旧的理论，
他向学生介绍陈旧怪异的理论，是为了使他们通过反驳旧理论而产生新理
论，推翻旧理论。巴罗教授的这些教诲，对牛顿有着重要的启迪作用。
遇到巴罗教授，对于牛顿的一生来说，确实是一件极幸运的事情。是巴
罗教授把牛顿引向探索自然科学真理的征途，是巴罗教授最早发现了牛顿的
才华。牛顿受到了巴罗教授的特别教诲，打开了思路。 1664年，牛顿
在一本题为 《一些哲学问题》的笔记本中写道：“柏拉图是我的朋友，亚里
士多德是我的朋友，但我最好的朋友是真理。”后来的事实证明，牛顿的确
走上了探索真理、发展真理的道路。
1665～1667年，剑桥瘟疫流行，剑桥大学暂时关闭，他返回伍耳索普，
继续研究和思考行星间引力、光学以及微积分等问题，取得了重要的发展，
奠定了他一生科学事业的基础。牛顿回到家乡，母亲和三个弟弟妹妹亲切地
欢迎他。牛顿住在家中楼上的一间小屋里，这是个安静的与世隔绝的环境。
在这里，他集中精力主要研究三个方面的问题都取得了比较辉煌的成就：他
用微积分来计算双曲线弓形部分的面积，他曾计算到小数点以下第52位。由
于他对光学很有兴趣，所以常常很有耐心地磨制镜片，制造望远镜，而且发
明了反射望远镜来消除镜片上各种不同的颜色。牛顿还不停地探究地球与行
星运转的原因，而那只“有名的苹果”也是这个时候掉下来的。
瘟疫过去，牛顿带着丰收的喜悦，返回剑桥。大学毕业后留校任教，26
岁就接替巴罗教授任卢卡斯讲座的教授，并于1668年成为“主修课研究员”
和获得硕士学位。
牛顿从小就很爱写诗。在这些充满激情的诗句中，表达了他的理想和抱
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负，同时也表达了对未来的向往和追求。牛顿知道自己所走的是一条探索真
理的充满艰辛的光荣之路，同时又希望自己通过一条荆棘之路来获得成功的
冠冕。
牛顿的一生，可以划分为两个阶段，52岁之前，有31年的时间，他从
事科学研究工作，取得了划时代的巨大成就；52岁之后，他抛弃了科学研究，
走上了仕途，再也没有什么特殊的发明和创造，这对于牛顿本人来说，不能
不说是一个很大的遗憾，对于人类来说，也是一个巨大的损失。
牛顿在几个领域都做出了辉煌的科学成就，他完成了经典力学的体系而
奠定了近代物理学的基础；他确立了万有引力定律而奠定了近代天文学的基
础；他成功地进行了日光分解为光谱色的实验和解开了颜色之谜而奠定了近
代光学的基础。他总结了天体力学和地面上物体的力学成就，实现了人类对
自然界认识的第一次综合。他对力学和光学的贡献，使他成为科学史上最负
盛名的科学家之一，他为人类认识自然、征服自然、改造自然建立了伟大的、
不可磨灭的功绩。
牛顿是如何取得如此众多的辉煌的成就呢？牛顿从小有“迟钝的呆子”
的称号，却并没有特别颖悟，也没有“神童”之类的称呼。他因为胆子小而
经常受同学欺负，而且对于生活也不在行，笨手笨脚的。在剑桥大学读书的
时候，他总是专心用功和思索，所以常使灰尘和脏衣服堆积很多。幸亏同学
们也知道他忙，因此还相处得下去，没有出现什么矛盾。
牛顿大半生的乐趣主要埋头于科学研究工作，他独自研究力学、数学、
光学和化学，他专心致志，常常勤奋到废寝忘食的地步。在牛顿的房间里，
常常可以看到一份几乎还没动过的晚餐，一杯还满着的饮料，到处都是书和
成堆的记录了的笔记本。牛顿在晚间工作常常熬过午夜，常因睡眠不足而睡
眼惺松，在30岁时由于夜以继日的疲劳工作他已经有了白发，牛顿的外衣上
经常沾有做化学实验时留下的污渍。
牛顿的助手说：“牛顿很少在深夜两三点钟以前上床，有时凌晨五、六
点钟才睡觉，一天总共睡不到五、六个小时，尤其是在春天和落叶季节更是
如此。”有时，牛顿忙得忘记了约会，经常弄出一些笑话，影响到正常的社
交活动。
有一次，牛顿请朋友来自己家中吃午饭，朋友来了，饭菜已经摆上了餐
桌好久，可是牛顿埋头在实验室里久久不出来，仆人去催促了两次，他也毫
不理会，这时朋友已经饿极了，就把一只鸡吃了，把骨头留在盘子里便走了。
牛顿做完实验以后，才想起自己请了朋友来吃午饭，他便匆匆忙忙跑进餐厅，
看到盘子里的剩骨头，他哈哈大笑说：“我以为我还没有吃午饭，原来已经
吃过了。”类似这样的故事很多很多。
勤奋和专注，是牛顿科学研究的一个特点，治学严谨，力戒任何虚假和
浮夸，是牛顿科学研究的又一特点。这种治学态度，特别表现在对引力问题
的研究中。他经过长期的反复的研究，才公开发表了对万有引力的发现。
牛顿最早记载的关于万有引力的猜测可追溯到流行瘟疫的1666年，那年
他从剑桥暂时隐退到伍耳索普。关于这最早时期的情况来自若干独立的资料
来源，而它们并不完全吻合。
一个著名的故事说，牛顿在伍耳索普的果园中看到一个苹果从树上落下
来，由此清楚地认识到了引力的问题。这个故事的根据似乎很有权威。牛顿
写道：“同年（1666年）我开始考虑重力延伸到月球轨道的问题，找到了根
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据刻卜 勒法则即行星周期与行星离其轨道中心之距离的三分之二次方成正
比，计算一个天球中转动的（一个）星球对这天球表面的压力的方法。我用
这方法推知，维持各行星在其轨道上的力必定 （是）与行星离其转动中心的
距离的平方的倒数成正比；因而我就将维持月球在其轨道上所必需的力和地
球表面的重力相比较，发现他们极接近。”牛顿经过长期的反复的研究，才
公开发表了对万有引力的发现。
但是，万有引力的本质和原因是什么，牛顿并没有深入地研究出来。牛
顿谦逊地抱着“知之为知之，不知为不知”的态度，他写道：“直到现在，
我还未能从现象中发现重力 （引力）所以有这些属性的原因，我也不做出任
何假设。……对我来说，能知道重力 （引力）确实存在，并且按照我们所以
说明的那些定律起着作用，还可以广泛地用它来解释天体和海洋的一切运
动，就已经足够了。”“我之所以用提问的方式将它说出来，乃是因为缺乏
实验，我对它尚不感到满意的缘故。”“重力（引力）的原因是什么，我不
能不懂装懂，还需要更多的时间对它进行考虑。”这种实事求是的科学态度，
是很明智的。
实事求是的科学家，他们总是谦逊的。他生前有两句话，充分表现了他
谦虚谨慎的品格，这两句话蕴含着深刻的哲理，因而成为人们喜爱的格言。
这两句话是：
如果我之所见比笛卡尔等人要远一些，那只是因为我是站在巨人的肩上
的缘故。
我不知道世人对我是怎样的看法。但是在我看来，我不过像一个在海滨
玩耍的孩子，偶尔高兴地拾到几颗光滑美丽的石子或贝壳；但那浩瀚无涯的
真理大海，却还在我的面前未曾被我发现哩！
事实上，牛顿奉献给人类的，是在真理的大海中捞取出的一颗颗闪光的
珍珠。
虽然牛顿在自然科学方面取得了重大成就，但是，牛顿是一个很注重社
会地位的人，他非常希望别人把把当作一个很富有的贵族。但事实上，牛顿
每年只有30镑收入。由于他很重视社会地位，所以他很卖力地去证明他与约
翰·牛顿男爵有血缘关系。曾有几年时间，他不停地寄信给他的堂弟约翰·牛
顿，使约翰·牛顿大为困惑。
为了收入上的保证和社会上的地位，牛顿很干脆地就抛弃了学术研究，
而高高兴兴地去当造币局长，使他成为伦敦官场中颇有影响的要员。
牛顿是17世纪光学的集大成者。
牛顿在乡下躲避鼠疫期间，就发现折射望远镜的明显缺陷是出现球面像
差，成像模糊不清。所以以后牛顿就决心根据光的反射原理制造出新的望远
镜。约在1668年，牛顿制成了第一架反射望远镜的模型，用它观看夜空，看
到了木星和它的四个卫星以及金星的盈亏现象，没有颜色条纹的干扰，影象
清晰明亮。
从1669年到1670年，牛顿一直致力于改进他的望远镜。1671年，他的
第一架望远镜不用了，便又制作了第二架，这一架望远镜使牛顿在全欧洲享
有盛名，今天仍然是皇家学会最珍贵的收藏品之一。由于这项发明，牛顿被
选为英国皇家学会的会员，他顿时成了当时英国最有名望的学者，这是他漫
长的科学研究历程中迈出的坚实有力的第一步。
牛顿发明反射望远镜，是以新的更深刻的光学原理为基础的。这种新的
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