牛顿与苹果落地的故事（牛顿在科学界的地位）

悲惨童年：开启天才的一生、孤独的一生

1643年1月4日，艾萨克·牛顿在英格兰林肯郡乡下的一个小村庄出生，他的童年相当悲惨。

在牛顿出生前三个月，他的父亲就病逝了。作为早产儿的他，刚刚出生时非常瘦小，他的母亲很快就改嫁了，并且一改嫁就把他扔在了姥姥家。

牛顿打小就恨继父、烦祖父，不喜欢母亲和祖母，喜欢独处，不喜欢与人交往。虽然如此，天资聪颖的他还是被送到了离家不远的格兰瑟姆中学学习。

在学校，他认真学习了拉丁文，但他似乎更喜欢机械，他花了大把的时间制作钟表模型、机械零件和日晷。中学时代的牛顿已经显露出非一般人的天才本性，他爱读书、对自然现象有强烈的好奇心。

剑桥的圣三一学院

纪念牛顿的苹果树

1661年，牛顿进入剑桥的圣三一学院，依旧我行我素。本应认真学习亚里士多德等先贤著作的他，却把心思放在了笛卡尔、波义耳等新科学领域，他为此还设计了很多实验。

最体现他天才之处的是他极高的数学能力，这使他手中紧握着开启深层宇宙奥秘的钥匙。

牛顿的奇迹年（1665-1666年）：伦敦瘟疫年

1665年到1666年，是伦敦瘟疫盛行的年代，剑桥大学的学生停课放假。刚从剑桥大学拿到学位的牛顿回到了母亲在林肯郡伍尔索普的家中。

休假期间，他忙于各种科学研究：

数学方面：在牛顿之前，伽利略、笛卡尔等许多科学家就在促使数学作为一门学科出现，因为当时的数学水平已经明显不够用了。在描述物体运动和重力的时候，必须考虑到非常短的时间和运动单位，也就是无穷小。

才20多岁的牛顿就用自己的数学能力创造了一门高等数学：微积分，1666年，在他完成一篇相关时，他知道自己已经站在了欧洲数学的巅峰，无奈曲高和寡，他没有立刻将之公之于众，仅仅与几个熟人进行了分享。

光学方面：在数学方面登顶后，牛顿开始研究起了光学。他拜读了笛卡尔关于光线的书籍，反复进行着实验，他利用三棱镜将一束日光通过漆黑的房间，折射后打在大约7米外的墙上，他眼前出现了一条色彩斑斓的宽带。他踏上了揭秘之路。

他将最初的光学寄给英国皇家学会，可是不巧的是被转交给做过相同研究的胡克进行评审，胡克给出的评语让牛顿颇为恼火，从此牛顿和胡克便结下梁子。

力学方面：在这段时间里，他常常坐在母亲的里，看着成熟的苹果纷纷落地（事情也许没有传说中那样具有戏剧性），他联想到一个问题：为什么所有东西都会落在地上？运动定律逐渐在他的草稿中、笔记中成形。

英国皇家学会会长、爵士和皇家铸币厂厂长

1669年，回到剑桥后的牛顿很快被授予卢卡斯数学教授席位，他带着这个头衔度过了二十多年。不幸的是他的学生们听不懂牛顿在讲什么，有时候，牛顿的课堂空无一人，他侃侃而谈的光学和运动让学生们如听天书。

在这段时间里，牛顿笔耕不辍，但是出版成书的却寥寥无几，因为他认为科学作品是写给自己的，或者作为遗产留给后人。与此同时，牛顿开始迷恋上了神学和炼金术。

牛顿手稿

牛顿手稿

牛顿手稿

1684年，哈雷到剑桥拜访了牛顿，这次到访中断了牛顿对神学的迷恋，他又转入正轨，于是科学史上最伟大的书籍《自然哲学的数学原理》横空出世。牛顿在这本书中，阐述了其后两百年间都被视为真理的三大运动定律，并定义了万有引力定律。

但是这本书晦涩难懂，在牛顿的有生之年，只有为数不多的几个人能轻松读懂。但是书中的三大定律把早期科学家困惑的所有问题综合到了一起，借助牛顿的力量，大到行星到小到箭离弦的运动都有了解释。

他把地球上物体的力学和天体力学统一到一个基本的力学体系中，创立了经典力学理论体系，实现了自然科学的第一次大统一。

这是人类对自然界认识的一次飞跃。

《自然哲学的数学原理》被奉为蕴含着无限能量的天才之作，它把离群索居的牛顿变成了名人。

1689年，牛顿成为皇家科学院成员；1696年，牛顿被任命为皇家铸币厂厂长，他忘我得投入到这项工作中，并搬到伦敦；1703年，胡克去世后，牛顿成为皇家学会会长，并任职24年之久；1705年，牛顿被安妮女王封为爵士。

1727年，年近85岁的牛顿逝世了，被葬在了威斯敏斯特教堂。他是第一个获得爵士头衔的科学家，也是第一个获得国葬的科学家。他出殡时，成千上万的市民为他送行，抬棺椁的是两位公爵、三位伯爵和一位官。

争议

万有引力：

1679年，胡克在给牛顿的信中正式提出了引力与距离平方的关系，但他数学水平有限，给不出证明过程。而牛顿在潜心研究出微积分后，运用它轻而易举得解决了以往无法解决的许多问题，并用太阳、地球、月亮、行星和地球物体上的运动实例加以验证。

所以“万有引力定律”的发现理所应当归于牛顿名下。

微积分：

霍金在他的著作《时间简史》中曾写道：

“莱布尼茨和牛顿各自地发展了叫做微积分的数学分支，它是大部分近代物理的基础。虽然现在我们知道，牛顿发现微积分要比莱布尼茨早若干年，可是他很晚才出版他的著作。”

关于他俩谁是第一个发现微积分的人，科学家们曾激烈地为双方做辩护。达成共识的是：莱布尼茨在理论上影响深远，而牛顿在应用上更进一步，他把微积分作为工具来解释物理问题，得到了重大的科学发现。

牛顿到底牛在哪？

纵观牛顿的一生，他聪明绝顶，智商堪称人类巅峰，却脾气暴躁，几乎对所有人都嗤之以鼻；他的曲高和寡使他看上去神秘、自负；他虽然不能算是一个可爱的人，但他是一个伟大的人。

牛顿的“万有引力”牢牢地托住了宇宙，能够经年累月屡试不爽。诗人亚历山大曾戏称：

“自然和自然的法制隐藏在黑夜里

上帝说，‘让牛顿去吧！’

于是一切豁然开朗。”

《自然哲学之数学原理》牛顿这本震古烁今的著作，直截了当得告诉人们：从树上掉下来的果子、海边的潮汐、地球和月亮，一切都井然有序，所有的自然现象都可以用数学原理进行描述。

牛顿告诉人们，万物皆有规律可循，宇宙的运转就像一座精致的大钟，分秒不差。

在牛顿之前，人类相信神力，牛顿之后，人类相信自己。牛顿将匍匐在神像前的人类扶了起来。

他奠定的物理基础一直被科学界沿用到20世纪，直到爱因斯坦等人证明宇宙间还有更多他没有考虑到的事情为止。

对牛顿，爱因斯坦的评价是：

“在牛顿以前，并没有一个关于物理因果性的完整体系，能够表示经验世界的任何深刻特征。

在他以前和以后，都还没有人能像他那样决定着西方的思想、研究和实践的方向。”

——爱因斯坦 《爱因斯坦文集（第一卷）》

“现在，我将展示世界体系的框架。”

——1687年 艾萨克·牛顿 《自然哲学的数学原理》第三卷序言