科學巨人牛頓

艾薩克·牛頓（1642～1727年）是人類歷史上少數幾位可被稱為天才的科學家之一，他在數學領域作了基礎性的研究，而在其他領域，他提出的一系列定律成為天文學、物理學的基石。同時，他也是歷史上首位榮獲騎士勛章的科學家。為了紀念這位偉大的科學家對科學發展所作出的貢獻，現代國際單位中“力”的單位就是“牛頓”。

1642年12月25日，艾薩克·牛頓生于英國東部林肯郡，自幼由祖母養大，就讀于當地學校，后進入久負盛名的劍橋大學三一學院深造，并于1665年獲得學士學位。之后由于倫敦爆發大規模瘟疫，牛頓被迫返回鄉下居住，而在此期間，他專注于研究數學，推導出有關“流數”（即“微分”，又稱“導數”）的主要原則，奠定了微分學的基礎。

1667年，牛頓成為三一學院研究員，并于1669年成為該學院的數學教授。此時，他將研究重點轉向物體運動方面，主要研究是什么使物體開始運動，又是什么使物體運動停止。經過一系列研究，牛頓的結論被總結為三大運動定律，所有這些定律都能在一次撞球游戲中體現，但玩的時候你也不必是一個物理學家！

大事記

1665年 牛頓推導出二項式定理（數學）

約1665年 牛頓推導出萬有引力定律以及重心

1668年 牛頓反射式望遠鏡問世

1671年 牛頓分解白光光譜

1675年 牛頓提出光“粒子”理論

1687年 牛頓的《自然哲學的數學原理》出版

1704年 牛頓的《光學》出版

牛頓的另一個貢獻是對天文學發展產生的深遠影響。據說，牛頓坐在果園中休息時，看到樹上的蘋果掉落，由此產生疑問：為什么蘋果會墜落？牛頓將其歸結為地球上某種力的吸引作用，即我們現在所知的地心引力。同時，牛頓推論出，所有的物體均可看作其質量集中于某點的運動，這一質量的集中點即“質心”。運用他自己的關于運動的定律，他指出，宇宙萬物之間均存在萬有引力，也正是由于萬有引力的存在，才使得天體得以維持現有的狀態運動，例如：月球始終繞地球轉動；地球始終繞著太陽轉動。之后他提出的廣義萬有引力定律指出，無論是兩個小球間還是兩個恒星間的萬有引力都與二者質量的乘積成正比，與二者之間的距離成反比。

1678年，英國科學家羅伯特· 胡克（1635～1703年）也提出引力定律，幾年后發表了該理論。關于兩者間究竟是誰最早提出引力定律還引起了激烈的爭議。

在物理學分支—光學領域，牛頓主要研究光的性質。通過將來自太陽的窄束白光透過一個玻璃三棱鏡，牛頓將白光分成了多色光譜，色彩排列與彩虹的一致。牛頓由此證實白光是由不同色彩的光組成的，今天我們說其是由不同波長組成的。由于當時的望遠鏡透鏡質量不佳，使得所成的像被各色彩的一段光譜所圍繞—不同色彩穿過透鏡時在不同的位置進入焦點。牛頓使用鏡面代替透鏡解決了這一問題，他于1668年使用自己制作的鏡面建造了最早的反射式望遠鏡之一。

牛頓一直堅信光是由一系列“粒子”組成的光流，于是提出光的“粒子”理論，但不久之后，克里斯蒂安·惠更斯（1629～1695年）等人提出光的“波”理論，同“粒子說”理論截然相反，由此引發了一場持續上百年的爭論。直至20世紀，隨著量子理論的逐漸發展完善，物理學家最終發現光兼有“粒子”與“波”的屬性，即“波粒二象性”，該爭論才畫上了句號。

1703年，牛頓成為皇家學會主席，兩年后被授予騎士勛章。隨后艾薩克·牛頓被不斷授予各種榮譽。去世后，也被授予象征最高榮譽的國葬，長眠于威斯敏斯特教堂。為了紀念牛頓對科學發展作出的貢獻，在國際單位制中“力”的單位被定為“牛頓”，即：使得1千克的物體獲得1 m/s2加速度的力為1牛頓。