2 做风车的故事.docx

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1、经典物理学大师----牛顿人们普遍认为,牛顿是大科学家,是近代科学的象征。他生前就成为科学界的主宰,几乎被当作偶像崇拜。他作为英国皇家学会连任24年的终身会长,法国科学院至尊的外国院士,还兼任英国造币局局长和国会议员,并前所未有地被封为贵族,获得爵士称号。他死后作为自然科学家又第一个获得国葬,长眠于威斯敏特教堂,还是历代帝王和第一流名人的墓地。  牛顿身后的声望有增无减。他不仅以不朽的著作《自然哲学的数学原理》、《光学》等流传于世,而且由于后继大师们的发展,他的思想观念长期统率着科学战线上的士卒。他在物理、数学研究上的主要成果,至今仍是各国大中学生必修的功课。  不是天生的神童  少年时代

2、的牛顿不像高斯、维纳那样,从小就显露出引人注目的科学天才;也不像莫扎特那样表现了令人惊叹的艺术禀赋。他跟普通人一样,轻松愉快地度过了中学时代。如果说牛顿和别的孩子有什么不同的话,那就是他的动手能力相当强。他每做一件东西,总是一声不吭地埋头苦干。如果做得不合适就拆了重做,绝不马虎。他做过会活动的水车;做过能测出准确时间的水钟;还做过一种水车风车联动装置,使风车可以在无风时借助水力驱动。  1658年9月3日,一场罕见的暴风雨侵袭英格兰。狂风怒吼,牛顿家的房子直晃悠,就像要倒了似的。牛顿为大自然的威力迷住了,不禁想测验飓风的力量。他冒着狂风暴雨来到后院,一会儿逆风跑,一会儿顺风跳。为了接受更多

3、的风力,他索性敞开斗篷向上跳跃,认准起落点,仔细量距离,看狂风把他吹出多远。  1661年,18岁的牛顿从中学毕业后考上了剑桥大学。这是英国最古老的大学之一,是全国青年学生向往的最高学府。尽管牛顿在中学里是个优等生,可是剑桥大学集中了各地的尖子学生,他的学习成绩赶不上别人,特别是数学的差距更大。牛顿并不气馁,就像他少年时代喜欢思考问题一样,踏踏实实地学习,直到透彻地理解为止。他在大学的头两年里,除了学习算术、代数、三角以外,还认真学习了欧几里得《几何原本》,弥补了过去的不足。他又钻研笛卡儿的《几何学》,熟练地掌握了坐标法。这些数学知识,为牛顿后来的科学研究打下了坚实的基础。  科学史上的奇

4、迹  1665年,牛顿22岁,他从剑桥大学毕业了。在两年的乡居期间,发明了微积分,发现了白光的组成,并且开始研究引力问题。  1666年1月,有一天牛顿请母亲和弟妹到自己房间里来。房间里黑洞洞的,只从窗子的一个小孔中透过一线阳光,在墙上照出一个白色的光点。牛顿让他们注意看墙上的光点。他手里拿着自制的三棱镜,放在光线入口处,使光折射到对面墙上,光点附近突然映出一条瑰丽的彩带。这条彩带同雨后晴空中出现的彩虹一样,由红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七种颜色组成。牛顿和自己的亲人共同观赏了人工复现的自然景象。后来,牛顿又用第二个三棱镜把七种单色光合成白光。他用白光分解实验宣告了光谱学的诞生。  牛顿在

5、探索光色之谜的同时,还在探索引力之谜。  1666年秋天的一个下午,牛顿长时间埋头工作以后有些疲倦,就到后院去散步。他信步走到苹果树下,坐在长凳上观赏田野秋色。他不由得又想起了引力之谜,思维翻腾起来。  突然,一个苹果从树上掉了下来。熟了的苹果为什么会向下掉?地球在吸引它?对,是地球的吸引!苹果熟了向下掉,扔到空中的石头也要向下掉,都是因为地球在吸引它们。地面上的东西都要受到地球的吸引。月亮所以会绕着地球转,也是因为地球在吸引着它。想着想着,牛顿的眼里闪出奇异的光芒,他长时期来想了又想的问题,终于找到了解决的线索。  24的牛顿发现了天地万物间都存在着引力,这种引力同距离的平方成反比,即所

6、谓引力的平方反比定律。十多年以后,牛顿出色地证明了这个定律是完全正确的。  构成了宏伟壮丽的力学大厦  1684年1月,在伦敦皇家学会的一个房间里,哈雷、胡克和瑞恩在讨论有关作用于太阳和行星之间的引力问题。这三个科学家虽然都认识到了引力同距离的平方成反比,但是由于他们数学分析能力不足,无法证明这点。他们反复研究了几个月,始终琢磨不透。  哈雷想到了以刻苦钻研著称的牛顿。1684年8月,哈雷从伦敦来到剑桥大学向牛顿请教。当时,牛顿已经完成从开普勒定律到万有引力的论证。  哈雷深刻认识到牛顿这份计算的重要性,恳请牛顿发表他的著作。牛顿被说服了,开始动手写作划时代的巨著《自然哲学的数学原理》。这

7、部巨著从内容、结构到数学方法的选用方面都遇到极大的困难。  牛顿以他非同寻常的才智,牺牲休息时间,放弃娱乐活动,夜以继日、如痴如狂地进行写作,终于大功告成。1686年4月完成第一编,第二、三编直到第二年春天才脱稿。全书于1687年仲夏出版,受到学术界的赞颂,很快销售一空。  牛顿在《原理》这部巨著里,不但从数学上论证了万有引力定律,而且把力学确立为完整、严密、系统的学科。他在概括和总结前人研究成果的基础上,通过自己的观察

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