提到近代科学里那座特别亮眼的大星, 艾萨克·牛顿这个名字肯定绕不开, 他简直就成了一个让人没法轻易跨过去的高山。这位从英国出来的顶尖科学大佬, 硬是把物理学家、数学家还有天文学家这三个身份给集于一身了。
他把以前别人干出来的那些好结果全都整理了一遍, 然后从头到尾搭出了一套经典力学的完整架子。这样一来, 物体到底是怎么动的, 还有那个什么万有引力到底怎么回事, 统统都被他给挑明了。
不光在这上头厉害, 他在数学、光学这些其它地方也能拿到特别厉害的新时代成绩。他的理论重新塑造了人类对于宇宙间万事万物的理解和认知, 为近代自然科学的发展奠定了根基, 并且对往后好几百年中的科学进化过程也产生了非常深刻的、巨大的影响。
1643年, 牛顿出生在英国林肯郡的伍尔索普庄园。他是个遗腹子。在他的幼年时期, 家里的经济状况很贫穷。他的童年生活过得非常坎坷。年纪小小的牛顿并不是一个天赋非常高超的神童。然而, 他却非常喜欢动手去钻研各种事物。
他还喜欢制作各种各样的机械小物件。对于自然界当中出现的种种现象, 他都充满了好奇心。进入少年时代之后, 他便到格兰瑟姆中学去读书。在读书的这段期间里, 他常常独自一个人进行沉思。同时, 他也在观察世间万物运作和变化的规律。
在1661年之前, 牛顿就进入了剑桥大学三一学院去学习。在那个时候的大学的期间内, 他去大量地阅读了比如笛卡尔这样的人还有伽利略这样的人所写的那些书本子。通过这种阅读行为, 他吸收了那些前代的人们所留下的科学上的思考和理念。
到了1665年这个时间点的时候, 伦敦这个地方突然之间爆发了那种特别严重的大瘟疫。因为这种疫情的缘故, 学校没有办法正常开课, 只能被迫停止教学。在这种情况之下, 牛顿就回到了自己出生地方的那个庄园里面。
他在自己的家中待着, 以此来躲避那场可怕的疫病。就这样度过了两年左右的地方乡下的生活时光。这段时间实际上成为了他人生的整体过程之中, 思想产生出来并且不断迸发出来的最为宝贵的高峰期阶段。
相传, 在庄园里面的那片苹果树下, 有一颗苹果从树上落了下来, 这件事引来了牛顿的深入思考, 大家想想, 为什么这颗苹果会垂直地掉到地面之上去, 而不会飞得高高去到天空里去, 这个看起来非常平常的现象, 促使了他开始琢磨, 天上的那些星星和地面上扔出去的石块, 它们之间是不是受到了一种同样性质的力在作用着, 其实, 苹果落地这只是后来流传开来的一个故事罢了, 真正的那个万有引力理论是怎么回事, 它是牛顿自己在花了大量的精力去做推演和计算之后, 又参考了前人在观测天体时积累下来的数据, 然后一步一步严谨地推导出来才形成的科学结论。
在居家避疫的那两年时间里, 牛顿的研究工作呈现出遍地开花的繁荣景象。于数学领域内, 他创立了微积分这一概念, 为现代高等数学搭建起至关重要的基石, 从而解决了关于瞬时变化以及曲线计算等一系列难题。
从光学方面而言, 他运用了三棱镜来进行那场著名的色散实验现象展示过程呈现如下状态: 当一束白光穿过棱镜时便会分解出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫这七种颜色的光谱来。
这个实验打破了人们长期以来一直持有的看法, 它证明了白色的太阳光并不是那种单一的光线, 而是由多种不同的色光混合在一起才形成的这样一个结果, 此外, 他还去研究反射望远镜的相关问题, 对用于天文观测的设备进行了改良, 从而推动了天文学观测技术的发展以及进步。
这场瘟疫总算平息了, 牛回到剑桥大学去, 又接着埋头搞科学研究。到了1687年的时候, 在朋友哈掏钱并且帮忙推动的情况下, 牛顿写了那本特别有名的书叫《自然哲学的数学原理》, 这才正式印出来发行。
这本书, 它是物理学发展历程里面一个非常非常有标志性的重要典籍。它在这本书里面, 把牛顿自己提出的三个关于运动的基本规律给系统性地讲明白了, 同时也把物体运动的基础道理清楚地解释说了一遍, 另外, 还把那个万有引力定律也给提出来了。
根据这个理论, 在世间的所有东西之间, 都存在那种互相吸引的力气, 像那些在地面上的物体往下掉, 月球围绕地球转啊转, 行星按照路线太阳公转, 这些事儿全部可以用同一套关于引力的规则去讲明白, 这样就把天上那些大星星的运行, 和地面上物体的活动, 给放到同一个科学框架里去了, 就这么实现了对于宇宙的认识上非常大的进步。
牛顿他不单是一个躲在书房里写文章的学者, 他还具有特别丰富的社会方面的人生经历, 他有过一段担任英国皇家学会会长的时光, 那是用来主持学术工作的, 他也去过英国造币局任职, 那是参与国家货币改革的, 到了晚年时候的牛顿, 他依然保持着思考的习惯, 不过他把大量精力都花费在了对神学和炼金术的研究上面, 因为受到当时的时代局限, 他的思想当中也就带上了那个时代的印记。
在1727年这一年, 牛顿于伦敦这座城市与世长辞, 当时的他一共活了八十四岁。之后他被安葬在了威斯敏斯特大教堂这个地方, 他是历史上头一遭享受到国葬礼遇的科学家, 在后世的日子里面, 有数不清的大学者和学者们, 都对这位伟人献上了他们心中最高尚、最尊敬的敬意。
当你回顾艾萨克·牛顿漫长的一生时, 你会注意到他曾留下过一句被广泛传播的名言, 这句名言的内容是: “如果说我看得比别人更远些, 那是因为我站在巨人的肩膀上。” 这样的一种说法确实是相当的准确。
之所以说牛顿这个人非常了不起, 并不是因为他能够凭空创造出所有的新知识, 而是因为他认真吸收了像伽利略这些人, 还有开普勒这些前辈们的研究结论, 接下来又通过使用非常严格的数学推导方式, 以及充满逻辑性的论证步骤, 把那些本来零散的发现点, 最终整理成了一个非常严密的科学整体架构。
当然, 科学的探索是没有终点的, 随着时代的不断向前发展, 后世的那些科学家们经过研究发现, 牛顿所建立的经典力学这个体系, 主要是适用于那个宏观且速度比较低的世界, 而当面对微观粒子以及高速运动这样的场景时候, 它就存在一些局限性了, 不过, 这种现象是完全不会去削弱牛顿在历史上的地位作用的, 因为他所建立起来的科学范式, 其实是教会了他的后人们, 让大家去依靠观察、实验、还有数学推导这类方法去探索自然的奥秘的。
牛顿把他自己的研究给弄出来了, 把那个宇宙运行的规律怎么样了? 就是把那原本神秘兮兮的不讲理的东西，变成了能够让人懂也能够拿出来算的科学。他的那一套理论, 在那个搞工业革命的时期, 给那边的技术革新撑着腰, 推着人类社会往前走了好大一截子。
一直到今天这个节骨眼上, 我们平时搞机械造的, 还有盖房子搞工程之类的, 连航天上面做基础计算那些事儿也好, 都还是少不了牛顿力学那套东西在那儿顶着撑着。
科学的河流一直在不停流淌, 无数代科学家前赴后继进行探索。牛顿这个人的名字, 一直都在科学史的书页上被牢牢地记载着。
他告诉所有的人, 看上去普普通通的日常生活现象的后面, 实际上隐藏着关于整个宇宙的非常伟大且深奥的秘密；只要人们敢于去开动脑筋思考问题, 并且勤于用证据来检验自己的猜想, 那么就能一步又一步地把大自然头上笼罩的那层神秘的薄纱给揭开来。