艾薩克·牛頓
[1],Isaac newton(1643年1月4日—1727年3月20日)是英國偉大的數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家、天文學(xué)家和自然哲學(xué)家,同時(shí)他也是一個(gè)神學(xué)愛好者,晚年曾著力研究神學(xué)。1643年1月4日生于英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村,1727年3月20日在倫敦病逝。
牛頓1661年入英國劍橋大學(xué)圣三一學(xué)院,1665年獲文學(xué)士學(xué)位。隨后兩年在家鄉(xiāng)躲避瘟疫。這兩年里,他制定了一生大多數(shù)重要科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。1667年回劍橋后當(dāng)選為圣三一學(xué)院院委,次年獲碩士學(xué)位。1669年任盧卡斯教授直到1701年。1696年任皇家造幣廠監(jiān)督,并移居倫敦。1703年任英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長。1706年受女王安娜封爵。他晚年潛心于自然哲學(xué)與神學(xué)。
牛頓在科學(xué)上最卓越的貢獻(xiàn)是創(chuàng)建了微積分和經(jīng)典力學(xué)。
備注:牛頓是儒略歷1642年12月25日 即格里歷(陽歷)1643年1月4日
所以正確的出生日期是1月4號(hào)牛頓-個(gè)人榮譽(yù)
牛頓被譽(yù)為人類歷史上最偉大的科學(xué)家之一。
發(fā)明了微積分,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律和經(jīng)典力學(xué).
艾薩克·牛頓的名言
1、如果說我所看的比笛卡爾更遠(yuǎn)一點(diǎn),那是因?yàn)檎驹诰奕思缟系木壒省?--牛頓(英國)
2、無知識(shí)的熱心,猶如在黑暗中遠(yuǎn)征。---牛頓(英國)
3、你該將名譽(yù)作為你最高人格的標(biāo)志。---牛頓(英國)
4、我的成就,當(dāng)歸功于精微的思索。---牛頓(英國)
5、你若想獲得知識(shí),你該下苦功;你若想獲得食物,你該下苦功;你若想得到快樂,你也該下苦功,因?yàn)樾量嗍谦@得一切的定律。---牛頓(英國)
6、聰明人之所以不會(huì)成功,是由于他們?nèi)狈?jiān)韌的毅力。---牛頓(英國)
7、勝利者往往是從堅(jiān)持最后五分鐘的時(shí)間中得來成功。---牛頓(英國)
8、我不知道世人怎樣看我,但我自己以為我不過像一個(gè)在海邊玩耍的孩子,不時(shí)為發(fā)現(xiàn)比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜,至于展現(xiàn)在我面前的浩翰的真理海洋,卻全然沒有發(fā)現(xiàn)。---牛頓(英國)
力學(xué)單位,國際單位單位制導(dǎo)出單位 牛頓(國際單位),是一種衡量力的大小的國際單位。
在物理中牛頓(Newton,符號(hào)為N)是力的公制單位。它是以發(fā)現(xiàn)經(jīng)典力學(xué)的艾薩克·牛頓(Sir Isaac Newton)命名。
牛頓是一個(gè)國際單位制導(dǎo)出單位,它是由kg·m·s^−2的國際單位制基本單位導(dǎo)出,
能使一千克質(zhì)量的物體獲得1m/s^2的加速度所需的力的大小定義為1牛頓。
牛頓-拉夫遜法
牛頓法(Newton's method)又稱為牛頓-拉夫遜方法(Newton-Raphson method),它是一種在實(shí)數(shù)域和復(fù)數(shù)域上近似求解方程的方法。方法使用函數(shù)f(x)的泰勒級(jí)數(shù)的前面幾項(xiàng)來尋找方程f(x) = 0的根。
牛頓與二項(xiàng)式定理
在一六六五年,剛好二十二歲的牛頓發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理,這對(duì)于微積分的充分發(fā)展是必不可少的一步。二項(xiàng)式定理把能為直接計(jì)算所發(fā)現(xiàn)的
等簡單結(jié)果推廣如下的形式
二項(xiàng)式級(jí)數(shù)展開式是研究級(jí)數(shù)論、函數(shù)論、數(shù)學(xué)分析、方程理論的有力工具。在今天我們會(huì)發(fā)覺這個(gè)方法只適用于n是正整數(shù),當(dāng)n是正整數(shù)1,2,3,....... ,級(jí)數(shù)終止在正好是n+1項(xiàng)。如果n不是正整數(shù),級(jí)數(shù)就不會(huì)終止,這個(gè)方法就不適用了。但是我們要知道那時(shí),萊布尼茨在一六九四年才引進(jìn)函數(shù)這個(gè)詞,在微積分早期階段,研究超越函數(shù)時(shí)用它們的級(jí)來處理是所用方法中最有成效的。
創(chuàng)建微積分
牛頓在數(shù)學(xué)上最卓越的成就是創(chuàng)建微積分。他超越前人的功績?cè)谟冢麑⒐畔ED以來求解無限小問題的各種特殊技巧統(tǒng)一為兩類普遍的算法--微分和積分,并確立了這兩類運(yùn)算的互逆關(guān)系,如:面積計(jì)算可以看作求切線的逆過程。
那時(shí)萊布尼茲剛好亦提出微積分研究報(bào)告,更因此引發(fā)了一場(chǎng)微積分發(fā)明專利權(quán)的爭論,直到萊氏去世才停息。而后世己認(rèn)定微積是他們同時(shí)發(fā)明的。
微積分方法上,牛頓所作出的極端重要的貢獻(xiàn)是,他不但清楚地看到,而且大膽地運(yùn)用了代數(shù)所提供的大大優(yōu)越于幾何的方法論。他以代數(shù)方法取代了卡瓦列里、格雷哥里、惠更斯和巴羅的幾何方法,完成了積分的代數(shù)化。從此,數(shù)學(xué)逐漸從感覺的學(xué)科轉(zhuǎn)向思維的學(xué)科。
微積產(chǎn)生的初期,由于還沒有建立起鞏固的理論基礎(chǔ),被有些別有用心者鉆空子。更因此而引發(fā)了著名的第二次數(shù)學(xué)危機(jī)。這個(gè)問題直到十九世紀(jì)極限理論建立,才得到解決
推進(jìn)方程論,開拓變分法
牛頓在代數(shù)方面也作出了經(jīng)典的貢獻(xiàn),他的《廣義算術(shù)》大大推動(dòng)了方程論。他發(fā)現(xiàn)實(shí)多項(xiàng)式的虛根必定成雙出現(xiàn),求多項(xiàng)式根的上界的規(guī)則,他以多項(xiàng)式的系數(shù)表示多項(xiàng)式的根n次冪之和公式,給出實(shí)多項(xiàng)式虛根個(gè)數(shù)的限制的笛卡兒符號(hào)規(guī)則的一個(gè)推廣。
牛頓在還設(shè)計(jì)了求數(shù)值方程的實(shí)根近似值的對(duì)數(shù)和超越方程都適用的一種方法,該方法的修正,現(xiàn)稱為牛頓方法。
牛頓在力學(xué)領(lǐng)域也有偉大的發(fā)現(xiàn),這是說明物體運(yùn)動(dòng)的科學(xué)。第—運(yùn)動(dòng)定律是伽利略發(fā)現(xiàn)的。這個(gè)定律闡明,如果物體處于靜止或作恒速直線運(yùn)動(dòng),那么只要沒有外力作用,它就仍將保持靜止或繼續(xù)作勻速直線運(yùn)動(dòng)。這個(gè)定律也稱慣性定律,它描述了力的一種性質(zhì):力可以使物體由靜止到運(yùn)動(dòng)和由運(yùn)動(dòng)到靜止,也可以使物體由一種運(yùn)動(dòng)形式變化為另一種形式。此被稱為牛頓第一定律。力學(xué)中最重要的問題是物體在類似情況下如何運(yùn)動(dòng)。牛頓第二定律解決了這個(gè)問題;該定律被看作是古典物理學(xué)中最重要的基本定律。牛頓第二定律定量地描述了力能使物體的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生變化。它說明速度的時(shí)間變化率(即加速度a與力F成正比,而與物體的質(zhì)量里成反比,即a=F/m或F=ma;力越大,加速度也越大;質(zhì)量越大,加速度就越小。力與加速度都既有量值又有方向。加速度由力引起,方向與力相同;如果有幾個(gè)力作用在物體上,就由合力產(chǎn)生加速度,第二定律是最重要的,動(dòng)力的所有基本方程都可由它通過微積分推導(dǎo)出來。
此外,牛頓根據(jù)這兩個(gè)定律制定出第三定律。牛頓第三定律指出,兩個(gè)物體的相互作用總是大小相等而方向相反。對(duì)于兩個(gè)直接接觸的物體,這個(gè)定律比較易于理解。書本對(duì)子桌子向下的壓力等于桌子對(duì)書本的向上的托力,即作用力等于反作用力。引力也是如此,飛行中的飛機(jī)向上拉地球的力在數(shù)值上等于地球向下拉飛機(jī)的力。牛頓運(yùn)動(dòng)定律廣泛用于科學(xué)和動(dòng)力學(xué)問題
牛頓運(yùn)動(dòng)定律
牛頓運(yùn)動(dòng)定律是艾薩克·牛頓提出了物理學(xué)的三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律的總稱,被譽(yù)為是經(jīng)典物理學(xué)的基礎(chǔ)。
為“牛頓第一定律(慣性定律:一切物體在不受任何外力的作用下,總保持勻速直線運(yùn)動(dòng)
狀態(tài)或靜止?fàn)顟B(tài),直到有外力迫使它改變這種狀態(tài)為止?!鞔_了力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系及提出了慣性的概念)”、“牛頓第二定律(物體的加速度跟物體所受的合外力F成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟合外力的方向相同。)公式:F=ma”、“牛頓第三定律(兩個(gè)物體之間的作用力和反作用力,在同一條直線上,大小相等,方向相反。)”
牛頓法
解非線性方程f(x)=0的牛頓(Newton) 法,就是將非線性方程線性化的一種方法。它是解代數(shù)方程和超越方程的有效方法之 一。
一 牛頓法的基本思想
把非線性函數(shù)f(x)在 處展開成 泰勒級(jí)數(shù)
f(x)=f( )+(x- )f′( )+(x- ) + …
取其線性部分,作為非線性方程f(x)=0的近似方程,則有
f( )+(x- ) f′( )=0
設(shè)f′( )≠0,則其解為x = - (1)
再把f(x)在x 處展開為泰勒級(jí)數(shù),取其線性部分為f(x)=0的近似方程,若
f′(x ) ≠0,則得x = - 如此繼續(xù)下去,得到牛頓法的迭代公式:x = - (n=0,1,2,…) (2)
例1 用牛頓法求方程f(x)=x +4x -10=0在[1,2]內(nèi)一個(gè)實(shí)根,取初始近似值x =1.5。
解 f′(x)=3x +8x所以迭代公式為:
x = - n=0,1, 2,…
牛頓的勤奮學(xué)習(xí) 一談到近代科學(xué)開創(chuàng)者牛頓,人們可能認(rèn)為他小時(shí)候一定是個(gè)“
神童”、“
天才”、有著非凡的智力。其實(shí)不然,牛頓童年身體瘦弱,頭腦并不聰明。在家鄉(xiāng)讀書的時(shí)候,很不用功,在班里的學(xué)習(xí)成績屬于次等。但他的興趣卻是廣泛的,游戲的本領(lǐng)也比一般兒童高。
牛頓愛好制作機(jī)械模型一類的玩藝兒,如風(fēng)車、水車、日晷等等。他精心制作的一只水鐘,計(jì)時(shí)較準(zhǔn)確,得到了人們的贊許。有時(shí),他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盞燈籠掛在風(fēng)箏尾巴上。當(dāng)夜幕降臨時(shí),點(diǎn)燃的燈籠借風(fēng)箏上升的力升入空中。發(fā)光的燈籠在空中流動(dòng),人們大驚,以為是出現(xiàn)了彗星。盡管如此,因?yàn)樗麑W(xué)習(xí)成績不好,還是經(jīng)常受到歧視。
時(shí)間對(duì)人是一視同仁的,給人以同等的量,但人對(duì)時(shí)間的利用不同,而所得的知識(shí)也大不一樣。
牛頓十六歲時(shí)數(shù)學(xué)知識(shí)還很膚淺,對(duì)高深的數(shù)學(xué)知識(shí)甚至可以說是不懂。“知識(shí)在于積累,聰明來自學(xué)習(xí)”。牛頓下決心靠自己的努力攀上數(shù)學(xué)的高峰。在基礎(chǔ)差的不利條件下,牛頓能正確認(rèn)識(shí)自己,知難而進(jìn)。他從基礎(chǔ)知識(shí)、基本公式重新學(xué)起,扎扎實(shí)實(shí)、步步推進(jìn)。他研究完了歐幾里德幾何學(xué)后,又研究笛卡兒幾何學(xué),對(duì)比之下覺得歐幾里德幾何學(xué)膚淺,便悉心鉆研笛氏幾何學(xué),直到掌握要領(lǐng)、融會(huì)貫通。遂之發(fā)明了代數(shù)二項(xiàng)式定理。傳說中牛頓“大暴風(fēng)中算風(fēng)力”的佳話,可為牛頓身體力學(xué)的佐證。有一天,天刮著大風(fēng)暴。風(fēng)撒野地呼號(hào)著,塵土飛揚(yáng),迷迷漫漫,使人難以睜眼。牛頓認(rèn)為這是個(gè)準(zhǔn)確地研究和計(jì)算風(fēng)力的好機(jī)會(huì)。于是,便拿著用具,獨(dú)自在暴風(fēng)中來回奔走。他踉踉蹌蹌、吃力地測(cè)量著。幾次沙塵迷了眼睛,幾次風(fēng)吹走了算紙,幾次風(fēng)使他不得不暫停工作,但都沒有動(dòng)搖他求知的欲望。他一遍又一遍,終于求得了正確的數(shù)據(jù)。他快樂極了,急忙跑回家去,繼續(xù)進(jìn)行研究。
有志者事竟成。經(jīng)過勤奮學(xué)習(xí),牛頓為自己的數(shù)學(xué)高塔打下了深厚的基礎(chǔ)。不久,牛頓的數(shù)學(xué)高塔就建成了,二十二歲時(shí)發(fā)明了微分學(xué),二十三歲時(shí)發(fā)明了積分學(xué),為人類數(shù)學(xué)事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn)。
牛頓是個(gè)十分謙虛的人,從不自高自大。曾經(jīng)有人問牛頓:“你獲得成功的秘訣是什么?”牛頓回答說:“假如我有一點(diǎn)微小成就的話,沒有其它秘訣,唯有勤奮而已。”
少年牛頓 1643年1月4日,在英格蘭林肯郡小鎮(zhèn)沃爾索浦的一個(gè)自耕農(nóng)家庭里,牛頓誕生了。牛頓是一個(gè)早產(chǎn)兒,出生時(shí)只有三磅重,接生婆和他的親人都擔(dān)心他能否活下來。誰也沒有料到這個(gè)看起來微不足道的小東西會(huì)成為了一位震古爍今的科學(xué)巨人,并且竟活到了84歲的高齡。
牛頓出生前三個(gè)月父親便去世了。在他兩歲時(shí),母親改嫁給一個(gè)牧師,把牛頓留在外祖母身邊撫養(yǎng)。11歲時(shí),母親的后夫去世,母親帶著和后夫所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓自幼沉默寡言,性格倔強(qiáng),這種習(xí)性可能來自它的家庭處境。
大約從五歲開始,牛頓被送到公立學(xué)校讀書。少年時(shí)的牛頓并不是神童,他資質(zhì)平常,成績一般,但他喜歡讀書,喜歡看一些介紹各種簡單機(jī)械模型制作方法的讀物,并從中受到啟發(fā),自己動(dòng)手制作些奇奇怪怪的小玩意,如風(fēng)車、木鐘、折疊式提燈等等。
傳說小牛頓把風(fēng)車的機(jī)械原理摸透后,自己制造了一架磨坊的模型,他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上,然后在輪子的前面放上一粒玉米,剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不斷的跑動(dòng),于是輪子不停的轉(zhuǎn)動(dòng);又一次他放風(fēng)箏時(shí),在繩子上懸掛著小燈,夜間村人看去驚疑是彗星出現(xiàn);他還制造了一個(gè)小水鐘。每天早晨,小水鐘會(huì)自動(dòng)滴水到他的臉上,催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻,尤其喜歡刻日晷,家里墻角、窗臺(tái)上到處安放著他刻畫的日晷,用以驗(yàn)看日影的移動(dòng)。
牛頓12歲時(shí)進(jìn)了離家不遠(yuǎn)的格蘭瑟姆中學(xué)。牛頓的母親原希望他成為一個(gè)農(nóng)民,但牛頓本人卻無意于此,而酷愛讀書。隨著年歲的增大,牛頓越發(fā)愛好讀書,喜歡沉思,做科學(xué)小實(shí)驗(yàn)。他在格蘭瑟姆中學(xué)讀書時(shí),曾經(jīng)寄宿在一位藥劑師家里,使他受到了化學(xué)試驗(yàn)的熏陶。
牛頓在中學(xué)時(shí)代學(xué)習(xí)成績并不出眾,只是愛好讀書,對(duì)自然現(xiàn)象由好奇心,例如顏色、日影四季的移動(dòng),尤其是幾何學(xué)、哥白尼的日心說等等。他還分門別類的記讀書筆記,又喜歡別出心裁的作些小工具、小技巧、小發(fā)明、小試驗(yàn)。
當(dāng)時(shí)英國社會(huì)滲透基督教新思想,牛頓家里有兩位都以神父為職業(yè)的親戚,這可能影響牛頓晚年的宗教生活。從這些平凡的環(huán)境和活動(dòng)中,還看不出幼年的牛頓是個(gè)才能出眾異于常人的兒童。
后來迫于生活,母親讓牛頓停學(xué)在家務(wù)農(nóng),贍養(yǎng)家庭。但牛頓一有機(jī)會(huì)便埋首書卷,以至經(jīng)常忘了干活。每次,母親叫他同傭人一道上市場(chǎng),熟悉做交易的生意經(jīng)時(shí),他便懇求傭人一個(gè)人上街,自己則躲在樹叢后看書。有一次,牛頓的舅父起了疑心,就跟蹤牛頓上市鎮(zhèn)去,發(fā)現(xiàn)他的外甥伸著腿,躺在草地上,正在聚精會(huì)神地鉆研一個(gè)數(shù)學(xué)問題。牛頓的好學(xué)精神感動(dòng)了舅父,于是舅父勸服了母親讓牛頓復(fù)學(xué),并鼓勵(lì)牛頓上大學(xué)讀書。牛頓又重新回到了學(xué)校,如饑似渴地汲取著書本上的營養(yǎng)。據(jù)說有一次,他去郊外游玩,之后靠在一棵蘋果樹下休息,忽然,一個(gè)蘋果從樹上掉下來。他覺得很奇怪,為什么蘋果會(huì)從上往下掉而不是從下往上升?他帶著這個(gè)疑問回到了家里研究,后來他通過論證發(fā)現(xiàn)原來地球是有引力的能把物體吸住。隨后,就出現(xiàn)了《牛頓物理引力學(xué)》。
求學(xué)歲月
1661年,19歲的牛頓以減費(fèi)生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院,靠為學(xué)院做雜務(wù)的收入支付學(xué)費(fèi),1664年成為獎(jiǎng)學(xué)金獲得者,1665年獲學(xué)士學(xué)位。
17世紀(jì)中葉,劍橋大學(xué)的教育制度還滲透著濃厚的中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)的氣味,當(dāng)牛頓進(jìn)入劍橋時(shí),那里還在傳授一些經(jīng)院式課程,如邏輯、古文、語法、古代史、神學(xué)等等。兩年后三一學(xué)院出現(xiàn)了新氣象,盧卡斯創(chuàng)設(shè)了一個(gè)獨(dú)辟蹊徑的講座,規(guī)定講授自然科學(xué)知識(shí),如地理、物理、天文和數(shù)學(xué)課程。
講座的第一任教授伊薩克·巴羅是個(gè)博學(xué)的科學(xué)家。這位學(xué)者獨(dú)具慧眼,看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。于是將自己的數(shù)學(xué)知識(shí),包括計(jì)算曲線圖形面積的方法,全部傳授給牛頓,并把牛頓引向了近代自然科學(xué)的研究領(lǐng)域。
在這段學(xué)習(xí)過程中,牛頓掌握了算術(shù)、三角,讀了開普勒的《光學(xué)》,笛卡爾的《幾何學(xué)》和《哲學(xué)原理》,伽利略的《兩大世界體系的對(duì)話》,胡克的《顯微圖集》,還有皇家學(xué)會(huì)的歷史和早期的哲學(xué)學(xué)報(bào)等。
牛頓在巴羅門下的這段時(shí)間,是他學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時(shí)期。巴羅比牛頓大12歲,精于數(shù)學(xué)和光學(xué),他對(duì)牛頓的才華極為贊賞,認(rèn)為牛頓的數(shù)學(xué)才華超過自己。后來,牛頓在回憶時(shí)說道:“巴羅博士當(dāng)時(shí)講授關(guān)于運(yùn)動(dòng)學(xué)的課程,也許正是這些課程促使我去研究這方面的問題。”
當(dāng)時(shí),牛頓在數(shù)學(xué)上很大程度是依靠自學(xué)。他學(xué)習(xí)了歐幾里得的《幾何原本》、笛卡兒的《幾何學(xué)》、沃利斯的《無窮算術(shù)》、巴羅的《數(shù)學(xué)講義》及韋達(dá)等許多數(shù)學(xué)家的著作。其中,對(duì)牛頓具有決定性影響的要數(shù)笛卡兒的《幾何學(xué)》和沃利斯的《無窮算術(shù)》,它們將牛頓迅速引導(dǎo)到當(dāng)時(shí)數(shù)學(xué)最前沿~解析幾何與微積分。1664年,牛頓被選為巴羅的助手,第二年,劍橋大學(xué)評(píng)議會(huì)通過了授予牛頓大學(xué)學(xué)士學(xué)位的決定。
1665~1666年嚴(yán)重的鼠疫席卷了倫敦,劍橋離倫敦不遠(yuǎn),為恐波及,學(xué)校因此而停課,牛頓于1665年6月離校返鄉(xiāng)。
由于牛頓在劍橋受到數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的熏陶和培養(yǎng),對(duì)探索自然現(xiàn)象產(chǎn)生濃厚的興趣,家鄉(xiāng)安靜的環(huán)境又使得他的思想展翅飛翔。1665~1666年這段短暫的時(shí)光成為牛頓科學(xué)生涯中的黃金歲月,他在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰,才華迸發(fā),思考前人從未思考過的問題,踏進(jìn)了前人沒有涉及的領(lǐng)域,創(chuàng)建了前所未有的驚人業(yè)績。
1665年初,牛頓創(chuàng)立級(jí)數(shù)近似法,以及把任意冪的二項(xiàng)式化為一個(gè)級(jí)數(shù)的規(guī)則;同年11月,創(chuàng)立正流數(shù)法(微分);次年1月,用三棱鏡研究顏色理論;5月,開始研究反流數(shù)法(積分)。這一年內(nèi),牛頓開始想到研究重力問題,并想把重力理論推廣到月球的運(yùn)動(dòng)軌道上去。他還從開普勒定律中推導(dǎo)出使行星保持在它們的軌道上的力必定與它們到旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說,說的也是此時(shí)發(fā)生的軼事。
總之,在家鄉(xiāng)居住的兩年中,牛頓以比此后任何時(shí)候更為旺盛的精力從事科學(xué)創(chuàng)造,并關(guān)心自然哲學(xué)問題。他的三大成就:微積分、萬有引力、光學(xué)分析的思想都是在這時(shí)孕育成形的。可以說此時(shí)的牛頓已經(jīng)開始著手描繪他一生大多數(shù)科學(xué)創(chuàng)造的藍(lán)圖。
1667年復(fù)活節(jié)后不久,牛頓返回到劍橋大學(xué),10月1日被選為三一學(xué)院的仲院侶(初級(jí)院委),翌年3月16日獲得碩士學(xué)位,同時(shí)成為正院侶(高級(jí)院委)。1669年10月27日,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(shù)學(xué)教授,并擔(dān)任盧卡斯講座的教授。巴羅為牛頓的科學(xué)生涯打通了道路,如果沒有牛頓的舅父和巴羅的幫助,牛頓這匹千里馬可能就不會(huì)馳騁在科學(xué)的大道上。巴羅讓賢,這在科學(xué)史上一直被傳為佳話。
偉大的成就~建立微積分 在牛頓的全部科學(xué)貢獻(xiàn)中,數(shù)學(xué)成就占有突出的地位。他數(shù)學(xué)生涯中的第一項(xiàng)創(chuàng)造性成果就是發(fā)現(xiàn)了二項(xiàng)式定理。據(jù)牛頓本人回憶,他是在1664年和1665年間的冬天,在研讀沃利斯博士的《無窮算術(shù)》時(shí),試圖修改他的求圓面積的級(jí)數(shù)時(shí)發(fā)現(xiàn)這一定理的。
笛卡爾的解析幾何把描述運(yùn)動(dòng)的函數(shù)關(guān)系和幾何曲線相對(duì)應(yīng)。牛頓在老師巴羅的指導(dǎo)下,在鉆研笛卡爾的解析幾何的基礎(chǔ)上,找到了新的出路。可以把任意時(shí)刻的速度看是在微小的時(shí)間范圍里的速度的平均值,這就是一個(gè)微小的路程和時(shí)間間隔的比值,當(dāng)這個(gè)微小的時(shí)間間隔縮小到無窮小的時(shí)候,就是這一點(diǎn)的準(zhǔn)確值。這就是微分的概念。
求微分相當(dāng)于求時(shí)間和路程關(guān)系得在某點(diǎn)的切線斜率。一個(gè)變速的運(yùn)動(dòng)物體在一定時(shí)間范圍里走過的路程,可以看作是在微小時(shí)間間隔里所走路程的和,這就是積分的概念。求積分相當(dāng)于求時(shí)間和速度關(guān)系的曲線下面的面積。牛頓從這些基本概念出發(fā),建立了微積分。
微積分的創(chuàng)立是牛頓最卓越的數(shù)學(xué)成就。牛頓為解決運(yùn)動(dòng)問題,才創(chuàng)立這種和物理概念直接聯(lián)系的數(shù)學(xué)理論的,牛頓稱之為"流數(shù)術(shù)"。它所處理的一些具體問題,如切線問題、求積問題、瞬時(shí)速度問題以及函數(shù)的極大和極小值問題等,在牛頓前已經(jīng)得到人們的研究了。但牛頓超越了前人,他站在了更高的角度,對(duì)以往分散的努力加以綜合,將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統(tǒng)一為兩類普通的算法——微分和積分,并確立了這兩類運(yùn)算的互逆關(guān)系,從而完成了微積分發(fā)明中最關(guān)鍵的一步,為近代科學(xué)發(fā)展提供了最有效的工具,開辟了數(shù)學(xué)上的一個(gè)新紀(jì)元。
牛頓沒有及時(shí)發(fā)表微積分的研究成果,他研究微積分可能比萊布尼茨早一些,但是萊布尼茨所采取的表達(dá)形式更加合理,而且關(guān)于微積分的著作出版時(shí)間也比牛頓早。
在牛頓和萊布尼茨之間,為爭論誰是這門學(xué)科的創(chuàng)立者的時(shí)候,竟然引起了一場(chǎng)悍然大波,這種爭吵在各自的學(xué)生、支持者和數(shù)學(xué)家中持續(xù)了相當(dāng)長的一段時(shí)間,造成了歐洲大陸的數(shù)學(xué)家和英國數(shù)學(xué)家的長期對(duì)立。英國數(shù)學(xué)在一個(gè)時(shí)期里閉關(guān)鎖國,囿于民族偏見,過于拘泥在牛頓的“流數(shù)術(shù)”中停步不前,因而數(shù)學(xué)發(fā)展整整落后了一百年。
應(yīng)該說,一門科學(xué)的創(chuàng)立決不是某一個(gè)人的業(yè)績,它必定是經(jīng)過多少人的努力后,在積累了大量成果的基礎(chǔ)上,最后由某個(gè)人或幾個(gè)人總結(jié)完成的。微積分也是這樣,是牛頓和萊布尼茨在前人的基礎(chǔ)上各自獨(dú)立的建立起來的。
1707年,牛頓的代數(shù)講義經(jīng)整理后出版,定名為《普遍算術(shù)》。他主要討論了代數(shù)基礎(chǔ)及其(通過解方程)在解決各類問題中的應(yīng)用。書中陳述了代數(shù)基本概念與基本運(yùn)算,用大量實(shí)例說明了如何將各類問題化為代數(shù)方程,同時(shí)對(duì)方程的根及其性質(zhì)進(jìn)行了深入探討,引出了方程論方面的豐碩成果,如:他得出了方程的根與其判別式之間的關(guān)系,指出可以利用方程系數(shù)確定方程根之冪的和數(shù),即“牛頓冪和公式”。
牛頓對(duì)解析幾何與綜合幾何都有貢獻(xiàn)。他在1736年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心,給出密切線圓(或稱曲線圓)概念,提出曲率公式及計(jì)算曲線的曲率方法。并將自己的許多研究成果總結(jié)成專論《三次曲線枚舉》,于1704年發(fā)表。此外,他的數(shù)學(xué)工作還涉及數(shù)值分析、概率論和初等數(shù)論等眾多領(lǐng)域
偉大的成就~對(duì)光學(xué)的三大貢獻(xiàn)
在牛頓以前,墨子、培根、達(dá)·芬奇等人都研究過光學(xué)現(xiàn)象。反射定律是人們很早就認(rèn)識(shí)的光學(xué)定律之一。近代科學(xué)興起的時(shí)候,伽利略靠望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了“新宇宙”,震驚了世界。荷蘭數(shù)學(xué)家斯涅爾首先發(fā)現(xiàn)了光的折射定律。笛卡爾提出了光的微粒說……
牛頓以及跟他差不多同時(shí)代的胡克、惠更斯等人,也象伽利略、笛卡爾等前輩一樣,用極大的興趣和熱情對(duì)光學(xué)進(jìn)行研究。1666年,牛頓在家休假期間,得到了三棱鏡,他用來進(jìn)行了著名的色散試驗(yàn)。一束太陽光通過三棱鏡后,分解成幾種顏色的光譜帶,牛頓再用一塊帶狹縫的擋板把其他顏色的光擋住,只讓一種顏色的光在通過第二個(gè)三棱鏡,結(jié)果出來的只是同樣顏色的光。這樣,他就發(fā)現(xiàn)了白光是由各種不同顏色的光組成的,這是第一大貢獻(xiàn)。
牛頓為了驗(yàn)證這個(gè)發(fā)現(xiàn),設(shè)法把幾種不同的單色光合成白光,并且計(jì)算出不同顏色光的折射率,精確地說明了色散現(xiàn)象。揭開了物質(zhì)的顏色之謎,原來物質(zhì)的色彩是不同顏色的光在物體上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年,牛頓把自己的研究成果發(fā)表在《皇家學(xué)會(huì)哲學(xué)雜志》上,這是他第一次公開發(fā)表的論文。
許多人研究光學(xué)是為了改進(jìn)折射望遠(yuǎn)鏡。牛頓由于發(fā)現(xiàn)了白光的組成,認(rèn)為折射望遠(yuǎn)鏡透鏡的色散現(xiàn)象是無法消除的(后來有人用具有不同折射率的玻璃組成的透鏡消除了色散現(xiàn)象),就設(shè)計(jì)和制造了反射望遠(yuǎn)鏡。
牛頓不但擅長數(shù)學(xué)計(jì)算,而且能夠自己動(dòng)手制造各種試驗(yàn)設(shè)備并且作精細(xì)實(shí)驗(yàn)。為了制造望遠(yuǎn)鏡,他自己設(shè)計(jì)了研磨拋光機(jī),實(shí)驗(yàn)各種研磨材料。公元1668年,他制成了第一架反射望遠(yuǎn)鏡樣機(jī),這是第二大貢獻(xiàn)。公元1671年,牛頓把經(jīng)過改進(jìn)得反射望遠(yuǎn)鏡獻(xiàn)給了皇家學(xué)會(huì),牛頓名聲大震,并被選為皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。反射望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明奠定了現(xiàn)代大型光學(xué)天文望遠(yuǎn)鏡的基礎(chǔ)。
同時(shí),牛頓還進(jìn)行了大量的觀察實(shí)驗(yàn)和數(shù)學(xué)計(jì)算,比如研究惠更斯發(fā)現(xiàn)的冰川石的異常折射現(xiàn)象,胡克發(fā)現(xiàn)的肥皂泡的色彩現(xiàn)象,“牛頓環(huán)”的光學(xué)現(xiàn)象等等。
牛頓還提出了光的“微粒說”,認(rèn)為光是由微粒形成的,并且走的是最快速的直線運(yùn)動(dòng)路徑。他的“微粒說”與后來惠更斯的“波動(dòng)說”構(gòu)成了關(guān)于光的兩大基本理論。此外,他還制作了牛頓色盤等多種光學(xué)儀器。
偉大的成就~構(gòu)筑力學(xué)大廈
牛頓是經(jīng)典力學(xué)理論的集大成者。他系統(tǒng)的總結(jié)了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作,得到了著名的萬有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)三定律。
在牛頓以前,天文學(xué)是最顯赫的學(xué)科。但是為什么行星一定按照一定規(guī)律圍繞太陽運(yùn)行?天文學(xué)家無法圓滿解釋這個(gè)問題。萬有引力的發(fā)現(xiàn)說明,天上星體運(yùn)動(dòng)和地面上物體運(yùn)動(dòng)都受到同樣的規(guī)律——力學(xué)規(guī)律的支配。
早在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律以前,已經(jīng)有許多科學(xué)家嚴(yán)肅認(rèn)真的考慮過這個(gè)問題。比如開普勒就認(rèn)識(shí)到,要維持行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)必定有一種力在起作用,他認(rèn)為這種力類似磁力,就像磁石吸鐵一樣。1659年,惠更斯從研究擺的運(yùn)動(dòng)中發(fā)現(xiàn),保持物體沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)需要一種向心力。胡克等人認(rèn)為是引力,并且試圖推到引力和距離的關(guān)系。
1664年,胡克發(fā)現(xiàn)彗星靠近太陽時(shí)軌道彎曲是因?yàn)樘栆ψ饔玫慕Y(jié)果;1673年,惠更斯推導(dǎo)出向心力定律;1679年,胡克和哈雷從向心力定律和開普勒第三定律,推導(dǎo)出維持行星運(yùn)動(dòng)的萬有引力和距離的平方成反比。
牛頓自己回憶,1666年前后,他在老家居住的時(shí)候已經(jīng)考慮過萬有引力的問題。最有名的一個(gè)說法是:在假期里,牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次,象以往屢次發(fā)生的那樣,一個(gè)蘋果從樹上掉了下來……
一個(gè)蘋果的偶然落地,卻是人類思想史的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn),它使那個(gè)坐在花園里的人的頭腦開了竅,引起他的沉思:究竟是什么原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢?牛頓思索著。終于,他發(fā)現(xiàn)了對(duì)人類具有劃時(shí)代意義的萬有引力。
牛頓高明的地方就在于他解決了胡克等人沒有能夠解決的數(shù)學(xué)論證問題。1679年,胡克曾經(jīng)寫信問牛頓,能不能根據(jù)向心力定律和引力同距離的平方成反比的定律,來證明行星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)。牛頓沒有回答這個(gè)問題。1685年,哈雷登門拜訪牛頓時(shí),牛頓已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律:兩個(gè)物體之間有引力,引力和距離的平方成反比,和兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積成正比。
當(dāng)時(shí)已經(jīng)有了地球半徑、日地距離等精確的數(shù)據(jù)可以供計(jì)算使用。牛頓向哈雷證明地球的引力是使月亮圍繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力,也證明了在太陽引力作用下,行星運(yùn)動(dòng)符合開普勒運(yùn)動(dòng)三定律。
在哈雷的敦促下,1686年底,牛頓寫成劃時(shí)代的偉大著作《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書?;始覍W(xué)會(huì)經(jīng)費(fèi)不足,出不了這本書,后來靠了哈雷的資助,這部科學(xué)史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。
牛頓在這部書中,從力學(xué)的基本概念(質(zhì)量、動(dòng)量、慣性、力)和基本定律(運(yùn)動(dòng)三定律)出發(fā),運(yùn)用他所發(fā)明的微積分這一銳利的數(shù)學(xué)工具,不但從數(shù)學(xué)上論證了萬有引力定律,而且把經(jīng)典力學(xué)確立為完整而嚴(yán)密的體系,把天體力學(xué)和地面上的物體力學(xué)統(tǒng)一起來,實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上第一次大的綜合。
站在巨人的肩上
牛頓的研究領(lǐng)域非常廣泛,他除了在數(shù)學(xué)、光學(xué)、力學(xué)等方面做出卓越貢獻(xiàn)外,他還花費(fèi)大量精力進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)。他常常六個(gè)星期一直留在實(shí)驗(yàn)室里,不分晝夜的工作。他在化學(xué)上花費(fèi)的時(shí)間并不少,卻幾乎沒有取得什么顯著的成就。為什么同樣一個(gè)偉大的牛頓,在不同的領(lǐng)域取得的成就竟那么不一樣呢?
其中一個(gè)原因就是各個(gè)學(xué)科處在不同的發(fā)展階段。在力學(xué)和天文學(xué)方面,有伽利略、開普勒、胡克、惠更斯等人的努力,牛頓有可能用已經(jīng)準(zhǔn)備好的材料,建立起一座宏偉壯麗的力學(xué)大廈。正象他自己所說的那樣“如果說我看得遠(yuǎn),那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募缟?#8221;。而在化學(xué)方面,因?yàn)檎_的道路還沒有開辟出來,牛頓沒法走到可以砍伐材料的地方。
牛頓在臨終前對(duì)自己的生活道路是這樣總結(jié)的:“我不知道在別人看來,我是什么樣的人;但在我自己看來,我不過就象是一個(gè)在海濱玩耍的小孩,為不時(shí)發(fā)現(xiàn)比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜,而對(duì)于展現(xiàn)在我面前的浩瀚的真理的海洋,卻全然沒有發(fā)現(xiàn)。”
這當(dāng)然是牛頓的謙遜。
怪異的牛頓
牛頓并不善于教學(xué),他在講授新近發(fā)現(xiàn)的微積分時(shí),學(xué)生都接受不了。但在解決疑難問題方面的能力,他卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了常人。還是學(xué)生時(shí),牛頓就發(fā)現(xiàn)了一種計(jì)算無限量的方法。他用這個(gè)秘密的方法,算出了雙曲面積到二百五十位數(shù)。他曾經(jīng)高價(jià)買下了一個(gè)棱鏡,并把它作為科學(xué)研究的工具,用它試驗(yàn)了白光分解為的有顏色的光。
開始,他并不愿意發(fā)表他的觀察所得,他的發(fā)現(xiàn)都只是一種個(gè)人的消遣,為的是使自己在寂靜的書齋中解悶,他獨(dú)自遨游于自己所創(chuàng)造的超級(jí)世界里。后來,在好友哈雷的竭力勸說下,才勉強(qiáng)同意出版他的手稿,才有劃時(shí)代巨著《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》的問世。
作為大學(xué)教授,牛頓常常忙得不修邊幅,往往領(lǐng)帶不結(jié),襪帶不系好,馬褲也不紐扣,就走進(jìn)了大學(xué)餐廳。有一次,他在向一位姑娘求婚時(shí)思想又開了小差,他腦海了只剩下了無窮量的二項(xiàng)式定理.牛頓小的時(shí)候有一位青梅竹馬的小姑娘,但是當(dāng)牛頓到劍橋去學(xué)習(xí)之后,小姑娘嫁給了另一位,而牛頓也專心于他的學(xué)業(yè).后來,那位小姑娘后也與丈夫離婚了,當(dāng)她去找牛頓時(shí),牛頓深感自己已經(jīng)屬于科學(xué),不能給她幸福,就忍痛割愛,拒絕了她.牛頓也因此終生未娶。
牛頓從容不迫地觀察日常生活中的小事,結(jié)果作出了科學(xué)史上一個(gè)個(gè)重要的發(fā)現(xiàn)。但他在生活中馬虎拖沓,曾經(jīng)鬧過許多的笑話。一次,他邊讀書,邊煮雞蛋,等他揭開鍋想吃雞蛋時(shí),卻發(fā)現(xiàn)鍋里是一只懷表。還有一次,他請(qǐng)朋友吃飯,當(dāng)飯菜準(zhǔn)備好時(shí),牛頓突然想到一個(gè)問題,便獨(dú)自進(jìn)了內(nèi)室,朋友等了他好久還是不見他出來,于是朋友就自己動(dòng)手把那份雞全吃了,雞骨頭留在盤子,不告而別了。等牛頓想起,出來后,發(fā)現(xiàn)了盤子里的骨頭,以為自己已經(jīng)吃過了,便轉(zhuǎn)身又進(jìn)了內(nèi)室,繼續(xù)研究他的問題。牛頓的性格也有陰暗的一面,他雖是人類科學(xué)史上罕見的天才,但在心理上從小就受狂躁癥的困擾,以致在與萊布尼茲就微積分的發(fā)明權(quán)的爭論和與胡克之間的爭吵中失態(tài)!
1.蘋果的傳說
幾乎所有的介紹牛頓的書上,還有許多教科書上都介紹一個(gè)關(guān)于牛頓的傳奇故事:1665-1666之間,劍橋流行黑熱病,劍橋大學(xué)被迫停學(xué),剛從劍橋拿到學(xué)士 學(xué)位的牛頓回到家鄉(xiāng)。一天牛頓坐在蘋果樹下看書,這時(shí)一只蘋果落了下來,這啟發(fā)這位當(dāng)時(shí)年僅23歲的學(xué)生想到蘋果是被地球的引力拉下來的,從而他就發(fā)現(xiàn)了 萬有引力定理。
盡管這個(gè)故事流傳得非常廣泛,不過近來嚴(yán)肅的歷史學(xué)者都不認(rèn)為是事實(shí)。
這 個(gè)故事最早公諸于眾的是由法國作家伏爾泰 (Voltaire,1694-1778),他是一位牛頓研究成果的熱情鼓吹者。他1726年去英國,當(dāng)年寫了25篇通訊,其中第15篇通訊中有這個(gè)故 事,后來他說是聽牛頓的侄女說的。其后在1752年一位比牛頓小45歲的朋友(William Stukeley)在回憶文章中說是牛頓去世前一年牛頓告訴他的,而牛頓是1727年去世的,他寫文章時(shí)已經(jīng)是牛頓去世后25年了。下面這張1磅英國鈔票 的背面,印有牛頓的像,在牛頓頭部的背后畫著一株開花的蘋果樹,就是為了渲染這個(gè)故事、擴(kuò)大它的影響。
這 個(gè)故事至少有兩點(diǎn)與已經(jīng)了解的歷史事實(shí)不符。第一,萬有引力不是牛頓一個(gè)人的獨(dú)立發(fā)現(xiàn),而是歷史上若干人研究的積累的結(jié)果,有的書上把萬有引力以牛頓命 名,說成是牛頓萬有引力就是這個(gè)故事的自然結(jié)果,是對(duì)歷史的嚴(yán)重歪曲。第二,在1665年,牛頓對(duì)天體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律問題還是一個(gè)門外漢,它把牛頓對(duì)萬有引力 的研究成果提前了至少20年。
萬有引力發(fā)現(xiàn)的實(shí)際經(jīng)過大致是:
開普勒(J.Kepler,1571-1630)最早在探索行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律時(shí),認(rèn)為引力就是太陽發(fā)出的類似于磁力的流,這些磁力流沿切線方向推動(dòng)著行星公轉(zhuǎn), 其強(qiáng)度隨離太陽的距離而減弱。開普勒還曾企圖用磁作用機(jī)制解釋橢圓軌道的產(chǎn)生。他還以月球與海水間的磁性吸引解釋潮汐現(xiàn)象。
1645年,法國天文學(xué)家布里阿德(I.Bulliadus)提出一個(gè)假設(shè):“開普勒力的減少,和離太陽的距離的平方成反比”。這是第一次提出平方反比關(guān)系的思想。
1661 年,英國皇家學(xué)會(huì)成立了一個(gè)專門委員會(huì)研究重力問題。羅伯特 胡克(Robert Hooke,1635-1703)、克里斯托夫 雷恩(Christopher Wren,1632-1723)、愛德蒙 哈雷(Edmund Halley,1656-1742)在引力問題的研究上都做出了重要貢獻(xiàn)。
早在1661年,羅伯特 胡克就已覺察到引力和地球上物體的重力有同樣的本質(zhì)。在1674年的一次演講“證明地球周年運(yùn)動(dòng)的嘗試”中,他提出要在一致的力學(xué)原則的基礎(chǔ)上建立一個(gè)宇 宙學(xué)說,為此提出了以下三個(gè)假設(shè):“第一,據(jù)我們?cè)诘厍蛏系挠^察可知,一切天體都具有傾向其中心的吸引力,它不僅吸引其本身各部分,并且還吸引其作用范圍 內(nèi)的其他天體。因此,不僅太陽和月亮對(duì)地球的形狀和運(yùn)動(dòng)發(fā)生影響,而且地球?qū)μ柡驮铝镣瑯右灿杏绊?,連水星、金星、火星和木星對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)都有影響。第 二,凡是正在作簡單直線運(yùn)動(dòng)的任何天體,在沒有受到其他作用力使其沿著橢圓軌道、圓周或復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng)之前,它將繼續(xù)保持直線運(yùn)動(dòng)不變。第三,受到吸引力 作用的物體,越靠近吸引中心,其吸引力也越大。至于此力在什么程度上依賴于距離的問題,在實(shí)驗(yàn)中我還未解決。一旦知道了這一關(guān)系,天文學(xué)家就很容易解決天 體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律了。”胡克首先使用了“萬有引力”這個(gè)詞。他在這里提出的這三條假設(shè),實(shí)際上已包含了有關(guān)萬有引力的一切問題,所缺乏的只是定量的表述和論 證。
在 1679年,胡克與牛頓之間進(jìn)行了關(guān)于引力問題的交流,在1679年11月,牛頓致信胡克說:“自己關(guān)于發(fā)現(xiàn)周日運(yùn)動(dòng)的想象,即設(shè)想一個(gè)自由落體落到地球 上,通過地面進(jìn)入地球內(nèi)部,而不受任何物質(zhì)的阻礙,則該落體將沿著一條螺旋形軌道運(yùn)行,在旋轉(zhuǎn)數(shù)圈后,最終旋入(或十分接近)地心。”胡克回信說,物體不 會(huì)按螺線運(yùn)動(dòng),而是按“一種帶橢圓狀的曲線”運(yùn)動(dòng),它的軌道將“像-橢圓”。1679年12月13日,牛頓寫信給胡克說:“我同意你的意見,……如果假定 它的重力是均勻的,〔物體將〕不按螺線下沉那個(gè)真正的中心,而是以交替升降的形式運(yùn)行。”
我 們從后人清理牛頓同胡克的這些通信中看出,直至1679年,牛頓在天體運(yùn)動(dòng)的問題上,還是不得要領(lǐng)的,而且在這以前,關(guān)于萬有引力問題已經(jīng)有了許多重要結(jié) 果。對(duì)于萬有引力問題,剩下的唯一問題就是在與距離平方成反比的萬有引力作用下天體按橢圓軌道運(yùn)行的嚴(yán)格證明,胡克寫信向牛頓提出了這個(gè)問題。后來人們弄 清楚了,一直到1685年,牛頓還沒有解決這個(gè)問題。1686年牛頓解決了它,并且在哈雷的催促下寫出了《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書。當(dāng)胡克看到這本書稿 后,向牛頓提出把自己在這一方面的研究成果提一下,這個(gè)本來是合理的要求卻遭到了牛頓的斷然拒絕。牛頓向負(fù)責(zé)出版這本書的哈雷寫信說他不想給胡克任何榮 譽(yù),而且稱在許多年前他就已經(jīng)揭示了平方反比定律。指的就是1665年開始的蘋果樹下的思索。
老年時(shí)的牛頓有一段回憶說:“同年(1666年)我開始把引力與月亮軌道聯(lián)系起來,并找出了如何估計(jì)一個(gè)天體在球體內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)用來趨向球面的力的方法,……, 最后在1676和1677年之間的冬天我發(fā)現(xiàn)了一個(gè)命題:利用與距離平方成反比的離心力,行星必然環(huán)繞力的中心沿橢圓旋轉(zhuǎn),……。” 把牛頓的這段話與前面引的他與胡克的通信比較,可以看出在時(shí)間上是矛盾的。牛頓在這里把他發(fā)現(xiàn)萬有引力的時(shí)間故意改寫在1679年與胡克通信之前,而且造 出蘋果神話,其目的顯然是為了要獨(dú)吞萬有引力這項(xiàng)成果。
牛頓和胡克之間的梁子,不僅表現(xiàn)在對(duì)萬有引力發(fā)明權(quán)的爭議上,最早表現(xiàn)在胡克對(duì)牛頓的光的微粒說有不同的看法,因?yàn)楹藢?duì)光的本質(zhì)是站在波動(dòng)說一邊的。 1675年,牛頓向皇家學(xué)會(huì)遞交了他關(guān)于光的第二篇論文,這篇論文又受到胡克的批評(píng),并且說論文的一些觀點(diǎn)是抄襲他的。這使牛頓無比憤怒,雖經(jīng)皇家學(xué)會(huì)調(diào)解,牛頓的怒氣未消,于1675年2月向胡克寫了一封回?fù)舻男?。信中說了與蘋果故事流傳得同樣廣的一句話:“如果我比笛卡爾看得更遠(yuǎn),那是因?yàn)槲艺驹诰奕?們的肩膀上。”許多人把這句話理解為牛頓的謙虛精神,其實(shí)它是對(duì)胡克的一種諷刺和蔑視,完全不是人們望文生義的那回事。牛頓的原話是:“笛卡爾所做的是搭了一架好梯子,你在很多方面都把梯子升高了許多,特別是把薄膜的顏色引入哲學(xué)思考。如果我看得更遠(yuǎn)些,那是因?yàn)槲艺驹诰奕说募绨蛏稀?#8221; 牛頓不把胡克和笛卡爾看作巨人,牛頓也沒有攀登他們所搭的梯子,他是站在比梯子更高的巨人肩膀上。而且,這句話更是對(duì)胡克的人身攻擊——胡克身材矮小。由于牛頓與胡克的這種過節(jié),所以牛頓的《光學(xué)》著作要等 到1703年胡克去世以后才于1704年出版。
牛頓獨(dú)占了萬有引力的成果,還不足以解除對(duì)胡克的恨,當(dāng)他于1703年被選為英國皇家學(xué)會(huì)的主席,就下令在皇家學(xué)會(huì)除去所有的胡克的肖像。所以當(dāng)時(shí)英國許多著名的科學(xué)家中就是胡克的肖像沒有留傳下來。
2.對(duì)弗拉姆斯蒂德觀測(cè)數(shù)據(jù)的剽竊和盜版
最近英國人大維 克拉克等寫了一本書 ,通過一系列的來往書信和翔實(shí)的資料,專門揭露牛頓壓制、阻撓天文學(xué)家弗拉姆斯蒂德等人的研究并且剽竊他們的成果。
弗 拉姆斯蒂德(John Flamsteed,1646-1719)是英國首任皇家天文學(xué)家,是格林尼治(Greenwich)天文臺(tái)的創(chuàng)始人,是現(xiàn)代精密天文觀測(cè)的開拓者。他在 1676-1689年間共作了大約2萬次觀測(cè),測(cè)量精度約為10",他對(duì)3000顆星的測(cè)量結(jié)果收入了著名的“不列顛星表”(Britannic Catalogue)。
1675年,弗拉姆斯蒂德被英國國王任命為皇家天文臺(tái)長,不過條件仍是十分艱苦,不僅得不到足夠的辦臺(tái)經(jīng)費(fèi),連年薪100英鎊也經(jīng)常拖欠。為了維持天文臺(tái)的經(jīng)費(fèi),他不得不用額外招收學(xué)員的學(xué)費(fèi)來補(bǔ)足,在繁忙的工作之外還要為140名數(shù)學(xué)學(xué)生教課。
1694 年開始,牛頓訪問了弗拉姆斯蒂德并且向他索要關(guān)于月球運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)資料,此后牛頓為了驗(yàn)證萬有引力理論,還多次寫信給弗拉姆斯蒂德索取資料,弗拉姆斯蒂德都 滿足了牛頓。弗拉姆斯蒂德1700年對(duì)他的朋友洛瑟普說:“‘牛頓’曾一度想使月球運(yùn)行表符合他設(shè)想的定律,但是,當(dāng)他開始將自己的定律與天體(即月球的 觀測(cè)位置)進(jìn)行比較時(shí),他發(fā)現(xiàn)自己錯(cuò)了,并不得不全部拋棄自己的定律。我曾給他提供了二百個(gè)以上的月球的觀測(cè)位置,人們會(huì)認(rèn)為這些材料足以限定任何理論;既然他已修改了自己的理論,并把自己的理論調(diào)整到完全符合這些觀察,所以他的理論描述了這些觀察也就不足為奇了,但是,他還是為此而感激這些觀察,甚于感 激他關(guān)于引力的臆測(cè),這些臆測(cè)曾使他犯過錯(cuò)誤。”
其 時(shí)牛頓已是皇家學(xué)會(huì)主席,在索取資料的時(shí)候經(jīng)常對(duì)弗拉姆斯蒂德的工作指指點(diǎn)點(diǎn),有時(shí)還利用自己的高位來羞辱這位可敬的天文學(xué)家。這大大激怒了這位天文學(xué) 家。到1700年之后,他們之間就再?zèng)]有通信了。牛頓獲得了弗拉姆斯蒂德的資料,并且在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中引用了這些資料,由于他們之間的這種 矛盾,在《原理》的第二版出版時(shí)(1713年)他將弗拉姆斯蒂德的名字刪去了。
然 而牛頓和他的支持者哈雷還是急切地需要弗拉姆斯蒂德的進(jìn)一步的觀測(cè)資料。他們希望弗拉姆斯蒂德出版他的觀測(cè)資料,不過弗拉姆斯蒂德卻總是認(rèn)為要反復(fù)校核以 后才能出版。牛頓和哈雷所做的一件不道德的事是,他們未經(jīng)弗拉姆斯蒂德的同意私自在1712年出版了弗拉姆斯蒂德以畢生精力得到的觀測(cè)星圖,共印刷了 400冊(cè),并且把其中的300冊(cè)回送給弗拉姆斯蒂德。弗拉姆斯蒂德看著這些未經(jīng)認(rèn)真校核、充滿錯(cuò)誤、并且根據(jù)牛頓和哈雷理論的需要?jiǎng)h改過的印刷品,很生氣 地把它們?nèi)糠贇Я?。后來他的星圖經(jīng)過仔細(xì)校核后,在他去世后由他的學(xué)生于1729年出版(《Atlas Coelestis》)。
牛頓為了獲取弗拉姆斯蒂德的觀測(cè)資料,軟硬兼施,牛頓以天文臺(tái)是皇家學(xué)會(huì)的下屬單位,觀測(cè)結(jié)果應(yīng)當(dāng)屬他這位皇家學(xué)會(huì)主席來支配,這樣來以勢(shì)壓人??墒腔始覍W(xué) 會(huì)根本上沒有供給弗拉姆斯蒂德足夠的經(jīng)費(fèi),一切設(shè)備都是他自籌來的。弗拉姆斯蒂德的憤怒可以從他給一位朋友(Abraham Sharp)的信中看出:“我和主席(牛頓)的另一個(gè)爭執(zhí)是,他形成了一個(gè)陰謀,想攫取我的儀器,而送我一個(gè)委員會(huì),其中僅有他自己和兩位物理學(xué)家。主席 熱度很高并且過分下作。我預(yù)先告訴他,別動(dòng)我的東西,并說明在觀象臺(tái)的所有的儀器都是我自己的,壁上的拱弧和珍貴的四分儀都是我自己出資做的,其余的是我 花自己的錢買的,而摩爾(Sir Jonas Moore)先生送我的六分儀和兩只時(shí)鐘,還有圖奈里(Towneley)先生送我的測(cè)微尺,是我來皇家天文臺(tái)之前若干年的事情。”
關(guān)于牛頓與弗拉姆斯蒂德之間的分歧,不僅反映在他們做人的態(tài)度上的差別,而且反映在科學(xué)態(tài)度上的根本不同,英國哲學(xué)家拉卡托斯說得好:“牛頓的“月球理論” 是1702年在戴維 格利高利的《天文物理與基礎(chǔ)幾何》中首次發(fā)表的,這實(shí)際上是在《原理》一書第一版之后的許多年了。該理論鎮(zhèn)靜地聲稱牛頓的理論“與他用著名的弗拉姆斯蒂德 觀測(cè)月亮的許多位置所證明的現(xiàn)象非常接近。”但我們必須記住,牛頓派從來不讓觀察的權(quán)威勝過他們的研究綱領(lǐng),在他們的正面啟發(fā)法的幫助下,他們提出了一個(gè) 又一個(gè)的理論以適應(yīng)反例。但他們經(jīng)常是根本無視觀察到的反證:他們知道,不僅理論必須不斷地受到觀察的檢驗(yàn),而且觀察也要受到他們的理論的檢驗(yàn)。“最好的 觀察”(牛頓派文獻(xiàn)中常用的一個(gè)名詞)是那些證認(rèn)了他們的研究綱領(lǐng)的觀察,這在牛頓和弗拉姆斯蒂德的通信當(dāng)中透露得很清楚。弗拉姆斯蒂德這位首席皇家天文 學(xué)家是一個(gè)真正的未患精神分裂癥的歸納主義者;他拒絕讓牛頓及其同事們獲得他對(duì)月亮所作的觀察結(jié)果,從而比任何其他人都更大地放慢了他們的工作速度。最 初,牛頓和弗拉姆斯蒂德是經(jīng)常通信的,但是,弗拉姆斯蒂德很快開始討厭牛頓使用他的材料來檢驗(yàn)自己的月球理論。”
所以可以說,如果弗拉姆斯蒂德是一位觀測(cè)和歸納的巨人的話,牛頓確實(shí)是一位踩著這位巨人肩膀爬上去的大人物。
3.在微積分發(fā)明權(quán)上導(dǎo)演對(duì)萊布尼茲的指控
關(guān)于牛頓與萊布尼茲(Gottfried Wilhelm Leibniz,1646-1716)關(guān)于微積分首創(chuàng)權(quán)的爭議,已經(jīng)有許多著作敘述過,著名的英國物理學(xué)家霍金在《時(shí)間簡史》中敘述得比較簡明,他說:“ 他(牛頓)和德國哲學(xué)家高特夫瑞德•萊布尼茲之間發(fā)生了更嚴(yán)重的爭吵。萊布尼茲和牛頓各自獨(dú)立地發(fā)展了叫做微積分的數(shù)學(xué)分支,它是大部分近代物理的基礎(chǔ)。 雖然現(xiàn)在我們知道,牛頓發(fā)現(xiàn)微積分要比萊布尼茲早若干年,可是他很晚才出版他的著作。隨著關(guān)于誰是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)者的嚴(yán)重爭吵的發(fā)生,科學(xué)家們激烈地為雙方作 辯護(hù)。然而值得注意的是,大多數(shù)為牛頓辯護(hù)的文章均出自牛頓本人之手,只不過僅僅用朋友的名義出版而已!當(dāng)爭論日趨激烈時(shí),萊布尼茲犯了向皇家學(xué)會(huì)起訴來 解決這一爭端的錯(cuò)誤。牛頓作為其主席,指定了一個(gè)清一色的由牛頓的朋友組成的“公正的”委員會(huì)來審查此案。更有甚者后來牛頓自己寫了一個(gè)委員會(huì)報(bào)告,并讓 皇家學(xué)會(huì)將其出版,正式地譴責(zé)萊布尼茲剽竊。牛頓還不滿意,他又在皇家學(xué)會(huì)自己的雜志上寫了一篇匿名的、關(guān)于該報(bào)告的回顧。”
1684 年萊布尼茲發(fā)表了他的微積分的論文。3年后,牛頓在1687年出版的《原理》書的初版中對(duì)萊布尼茲的貢獻(xiàn)表示認(rèn)同,但是卻說:“和我的幾乎沒甚麼不同,只 不過表達(dá)的用字和符號(hào)不一樣。”這幾句話,由于后來與萊布尼茲的矛盾,在第二版(1713年)時(shí)也被刪掉了。牛頓的流數(shù)理論到萊布尼茲發(fā)表論文二十年后, 即1704年作為他的著作《光學(xué)》的附錄中正式發(fā)表,附錄的序言中,牛頓提到他1676年給萊布尼茲的信,并補(bǔ)充說︰“若干年前我曾出借過一份包含這些定 理(微積分)的原稿,之後就見到一些從那篇當(dāng)中抄出來的東西,所以我現(xiàn)在公開發(fā)表這份原稿。”這話的意思就暗指他的手稿曾經(jīng)被萊布尼茲看到過,而萊布尼茲 的論文就是從他的手稿中抄來的。
1711 年3月4日,倫敦皇家學(xué)會(huì)的秘書斯洛( Hans Sloane)收到萊布尼茲寄來的一封信,信中抱怨其成員開爾(John Keill)指責(zé)萊布尼茲把牛頓的微積分改變了少量的符號(hào),偽裝為自己的原創(chuàng)發(fā)表,并且聲明這不是事實(shí),要求學(xué)會(huì)給以公正的裁決。這正是霍金所說萊布尼茲 的錯(cuò)誤,這一狀告到了牛頓手上,恰好給了當(dāng)時(shí)作為皇家學(xué)會(huì)主席的牛頓以售其奸的機(jī)會(huì)。
后 來由于牛頓的導(dǎo)演和親自出馬、匿名運(yùn)作,形成勢(shì)不兩立的兩派。以英國為一派包括英國著名數(shù)學(xué)家泰勒和麥克勞林都認(rèn)為萊布尼茲是抄襲者。另一派是歐洲大陸的 數(shù)學(xué)家,包括著名數(shù)學(xué)家約翰•伯努利等為一派認(rèn)為牛頓是抄襲者。爭論雙方停止學(xué)了術(shù)交流,不僅影響了數(shù)學(xué)的正常發(fā)展,也波及整個(gè)自然科學(xué)領(lǐng)域,以致發(fā)展到 英德兩國之間的政治摩擦。自尊心很強(qiáng)的英國民族抱住牛頓的概念和記號(hào)不放,拒絕使用更為合理的萊布尼茲的微積分符號(hào)和技巧,致使整個(gè)18世紀(jì)英國在數(shù)學(xué)發(fā) 展上大大落后于歐洲大陸,這場(chǎng)由牛頓導(dǎo)演捍衛(wèi)牛頓的戰(zhàn)斗,使英國人吃了大虧。萊布尼茲生命中的最后7年,是在別人帶給他和牛頓關(guān)于微積分發(fā)明權(quán)的爭論中痛 苦地度過的。據(jù)報(bào)道,萊布尼茲死后牛頓為能使萊布尼茲心碎而幸災(zāi)樂禍(Following Leibniz's death, Newton reported that he had taken great satisfaction in "breaking Leibniz's heart.”),這,也許更能夠看出牛頓的小人心理。
牛頓在以上所列舉的三樁公案中道德低下的表現(xiàn)并不是偶然的。牛頓是一個(gè)遺腹子,出生不久,母親改嫁,由外祖母撫養(yǎng),從小沒爹也沒娘,使他心理受到嚴(yán)重扭曲,孤寂好斗。
從1669年27歲時(shí)出任劍橋大學(xué)盧卡斯教授起,牛頓就沉湎于煉金術(shù)和神學(xué)。在牛頓遺留下的手稿中,有關(guān)煉金術(shù)的內(nèi)容約有65萬字之多,而神學(xué)內(nèi)容的有 150萬字之多。即使是在他寫作《原理》和《光學(xué)》的時(shí)候,他的主要精力仍然集中在煉金術(shù)和神學(xué)上。牛頓的晚年則迷戀于多賺錢上。有人推薦他去擔(dān)任倫敦的 一所貴族的上流學(xué)校的校長,他回信說“每年不過是200英鎊,還得每天關(guān)在倫敦不出去”為理由回絕了。1696年他離開劍橋出任造幣廠督辦,1699年出 任造幣廠廠長,他如愿以償,從此他在科學(xué)上便無所作為了。
1692 年,50歲的牛頓表現(xiàn)出心理疾病的嚴(yán)重的迫害狂癥狀,他那時(shí)寫的信件表現(xiàn)明顯的精神錯(cuò)亂。例如,1693年9月16日,牛頓給著名的哲學(xué)家洛克寫信說:“ 先生:我認(rèn)為你竭力用女人和別的手段來糾纏我,我的感情大受影響,以致當(dāng)有人告訴我你有病,將不能活時(shí),我回答說,最好你死掉。……” 有人認(rèn)為,他的精神分裂癥狀和他迷戀煉金術(shù),每天和水銀打交道而中毒有關(guān)。
牛頓遺留下許多手稿和文件在1888年輾轉(zhuǎn)到了劍橋大學(xué)圖書館,其中的很大一部分于1936年拍賣,著名的經(jīng)濟(jì)學(xué)家凱恩斯讀過其中的一部分,所以對(duì)牛頓的思想發(fā)展有較深入的了解,1942年,在人們紀(jì)念牛頓300周年誕辰的會(huì)上報(bào)告了他的結(jié)論:
“在18世紀(jì)以后,牛頓開始被認(rèn)為是現(xiàn)代第一個(gè)和最偉大的科學(xué)家,一個(gè)唯理主義者,他教導(dǎo)我們沿著冷靜的沒有色彩的理性思路去思考。
“ 我并不這樣看待他。我認(rèn)為任何一個(gè)仔細(xì)閱讀過當(dāng)他最后于1696年離開劍橋時(shí)收拾起來并且雖然部分散失而仍流傳給我們的那盒論文的內(nèi)容的人,都會(huì)發(fā)現(xiàn)他不 是那樣的。牛頓不是理性時(shí)代的第一人。他是魔術(shù)師中的最后一個(gè),巴比倫和蘇美爾人中的最后一個(gè),他是和那些不到一萬年前開始創(chuàng)造我們的智力遺產(chǎn)的人們用同 樣的眼睛觀察這個(gè)可見智力世界的最后一個(gè)偉大人物。是被賢人們頂禮膜拜的最后一個(gè)神童……
“用通俗的現(xiàn)代語言來說,牛頓是常見的深度精神病患者,……。繼承他盧卡斯講座教授職位的惠斯頓說,‘我所知道的最害怕、最小心、最多疑的性情’……。”
牛頓晚年 但是由于受時(shí)代的限制,牛頓基本上是一個(gè)形而上學(xué)的機(jī)械唯物主義者。他認(rèn)為運(yùn)動(dòng)只是機(jī)械力學(xué)的運(yùn)動(dòng),
是空間位置的變化;宇宙和太陽一樣是沒有發(fā)展變化的;靠了萬有引力的作用,恒星永遠(yuǎn)在一個(gè)固定不變的位置上……
隨著科學(xué)聲譽(yù)的提高,牛頓的政治地位也得到了提升。1689年,他被當(dāng)選為國會(huì)中的大學(xué)代表。作為國會(huì)議員,牛頓逐漸開始疏遠(yuǎn)給他帶來巨大成就的科學(xué)。他不時(shí)表示出對(duì)以他為代表的領(lǐng)域的厭惡。同時(shí),他的大量的時(shí)間花費(fèi)在了和同時(shí)代的著名科學(xué)家如胡克、萊布尼茲等進(jìn)行科學(xué)優(yōu)先權(quán)的爭論上。
晚年的牛頓在倫敦過著堂皇的生活,1705年他被安妮女王封為貴族。此時(shí)的牛頓非常富有,被普遍認(rèn)為是生存著的最偉大的科學(xué)家。他擔(dān)任英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)長,在他任職的二十四年時(shí)間里,他以鐵拳統(tǒng)治著學(xué)會(huì)。沒有他的同意,任何人都不能被選舉。
晚年的牛頓開始致力于對(duì)神學(xué)的研究,他否定哲學(xué)的指導(dǎo)作用,虔誠地相信上帝,埋頭于寫以神學(xué)為題材的著作。當(dāng)他遇到難以解釋的天體運(yùn)動(dòng)時(shí),提出了“神的第一推動(dòng)力”。他說“上帝統(tǒng)治萬物,我們是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。
1727年3月20日,偉大艾薩克·牛頓逝世。同其他很多杰出的英國人一樣,他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么偉大的
人類榮耀曾經(jīng)在世界上存在。
艾薩克·牛頓的生平圖
艾薩克·牛頓的信仰 a.“毫無疑問,我們所看到的這個(gè)世界,其中各種形式是如此絢麗多彩,各種運(yùn)動(dòng)是如此錯(cuò)綜復(fù)雜,它不是別的,而只能出于指導(dǎo)和主宰萬物的上帝的自由意志。”——見《牛頓自然哲學(xué)著作選》第158頁
b.“現(xiàn)在我們可以更趨近一步去欣賞這大自然的美并使自己陶醉于愉快的深思之中,從而更深刻地激起我們對(duì)偉大的創(chuàng)世主和萬物主宰的敬愛和崇拜的心情,這才是哲學(xué)的最優(yōu)美和最有價(jià)值的果實(shí)。如果有誰從事物的這些最明智最完善的設(shè)計(jì)中看不到全能創(chuàng)世主的無窮智慧和善良意志,那么他一定是個(gè)瞎子,而如果拒絕承認(rèn)這些,那他一定是一個(gè)毫無感情的瘋?cè)恕?#8221;——見《牛頓自然哲學(xué)著作選》第160頁
c.“……但是,作為一個(gè)虔誠的教徒,牛頓很早就在他的自然科學(xué)工作里刻上了神學(xué)的印記,牛頓的家庭宗教氣氛濃厚,他的繼父和舅父都是牧師,撫養(yǎng)他長大的外祖母和母親都是虔誠的教徒,他們送牛頓上劍橋大學(xué)的目的,是希望他將來作牧師。1678年,牛頓在劍橋畢業(yè)時(shí),按照一般貫例,理應(yīng)接受神職。但是,牛頓卻公開聲明,為了更好地“侍奉上帝”,他將不接受神職,而代之以自然哲學(xué)的研究來證明上帝的存在,從而贏得了英王查理二世的特許。因此,他在科學(xué)研究里,處處調(diào)和科學(xué)和神學(xué),他說:‘從事物的表象來論上帝,無疑是自然哲學(xué)份內(nèi)的事。只有在科學(xué)工作里揭示和發(fā)現(xiàn)上帝對(duì)萬物的最聰明和最巧妙的安排,以及最終的原因,才對(duì)上帝有所認(rèn)識(shí)’。”——摘自《牛頓自然哲學(xué)著作選》序第5-6頁
d.“在牛頓的后期,他在資本主義世界里青云直上以后,資產(chǎn)階級(jí)的動(dòng)搖、妥協(xié)的一面完全支配了他,他在神學(xué)、唯心論道路上越走越遠(yuǎn)了。他埋頭于煉金術(shù)的研究,寫下了大量的筆記和文章;他熱衷于年代學(xué)和神學(xué),拼命考證圣經(jīng)里的事跡和古希臘、埃及傳說的“科學(xué)”年代,妄圖證實(shí)但以理先知夢(mèng)中看見的巨獸頭上十只角是十個(gè)王國,一只小角是羅馬教會(huì),他還埋頭于約翰啟示錄的研究等等。在留給他的侄女婿的大量遺稿中,有關(guān)宗教、神學(xué)、年代學(xué)的著作竟達(dá)一百五十萬字。這些徒勞無益的工作占據(jù)了他的整個(gè)后半生,使他完全淪落為神學(xué)的奴仆。在牛頓的后半生里,主流是唯心論。牛頓的自然哲學(xué)只能在上帝那里找到他的最后歸宿。”——摘自《牛頓自然哲學(xué)著作選》序第11-12頁