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牛顿夜以继日思考,探索自然奥秘:科学精神创新驱动

时间:2023-07-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:翌年,牛顿获得硕士学位,同时成为高级院委。他奉劝牛顿尽快发表这部伟大的著作,以造福于人类。它生动地道出了牛顿在科研方面的成就的“秘诀”,实则也是所有献身于科学、秉持科学精神者共有的特性,那就是在前人研究成果的基础上,不断地探索、勤奋地创造,秉持谦虚而谨慎的态度,夜以继日地思考着星辰的旋转,宇宙的变化,在忘我的境界中找寻造福于人类的道路。1727年3月20日凌晨,牛顿病逝。

牛顿夜以继日思考,探索自然奥秘:科学精神创新驱动

1643年1月,一个男孩诞生在英格兰林肯郡伍尔索普村的一个农民家庭。他出生时体重只有3 磅,家人都担心他是否能够活下来。那个时候,谁也没有想到,这个看起来微不足道的小孩儿,将来会成为震古烁今的科学巨人。

我们上面说的这个人,就是大名鼎鼎的科学家牛顿。在牛顿出生前三个月,他的父亲就去世了。在他2 岁那年,母亲改嫁。之后,牛顿就一直由外祖母抚养。11 岁时,母亲改嫁的丈夫去世,牛顿重新回到母亲身边。

牛顿从5 岁开始就进入公立学校读书,12 岁进入中学。年少时的他资质平常,成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,从中得到启发后,自己动手制作一些奇怪的小玩意,如木钟、折叠式提灯等。有一次,他看到别人家的房子附近在建风车,就开始琢磨风车的机械原理,把原理摸透后,他自己也制造了一架小风车。

之后,迫于生活压力,母亲让牛顿停学在家务农。牛顿对务农没有兴趣,一有机会就去看书。他这种好学的精神感动了舅父,舅父劝服牛顿的母亲让他复学。终于,牛顿重新回到学校,如饥似渴地汲取书本上的知识。

19 岁那年,牛顿进入剑桥大学。在那里,他开始接触大量的自然科学著作,经常参加学院举办的各类讲座,如天文、地理、数学物理等。他的第一任教授巴罗博士独具慧眼,看出了牛顿有深邃的观察力、敏锐的理解力,以及强烈的探索欲,就把自己在数学方面的大量心得和方法,都传授给了牛顿,并将牛顿引向了近代自然科学的研究领域。回忆起这段往事时,牛顿说:“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程,也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。”

在数学方面,牛顿自学了欧几里得的《几何原本》、笛卡尔的《几何学》、沃利斯的《无穷算数》,它们将牛顿迅速引导到当时数学的最前沿——解析几何与微积分。1664年,牛顿被选为巴罗的助手;第二年,剑桥大学授予牛顿学士学位

就在牛顿准备留校继续深造时,鼠疫爆发了,席卷了整个英国,剑桥大学被迫关闭,牛顿离校返乡。家乡的静谧让他的思想展翅飞翔,这段时间成为牛顿科学生涯中的黄金岁月,他的三大成就——微积分、万有引力光学分析的思想,全都是在这个时期孕育出来的。可以说,此时的牛顿已经开始绘制他一生多数科学创造的蓝图了。

1667年复活节后不久,牛顿重新回到剑桥大学。翌年,牛顿获得硕士学位,同时成为高级院委。1669年,牛顿晋升为数学教授。不过,他并不太擅长教学,学生们很难理解他讲授新近发现的微积分,但他在解决疑难问题方面,却远超于常人。作为大学教授,牛顿把所有精力都放在了科学研究上,在生活上不修边幅,也终生未娶。

1707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为《普遍算术》。此外,他对解析几何与综合几何都有贡献。他的数学工作还涉及数值分析、概率论和初等数论等众多领域。相比这些,他最为人们熟知的贡献,是著名的万有引力定律和牛顿运动三定律,这应该是在他自然科学中最辉煌的成就了。牛顿运动三定律是构成经典力学的理论基础,这些定律是在超多实验基础上总结出来的,是解决机械运动问题的基本理论依据。(www.xing528.com)

在光学方面,牛顿也取得了巨大的成果。他指出,世界万物之所以有颜色,不是其自身有颜色,而是各种物体对不同颜色的光的折射率和反射率不同,才造成物体颜色的差别,揭开了颜色的奥秘。同时,牛顿还提出了光的“微粒说”,认为光是由微粒构成的,且走的是最快速的直线运动路径。他的“微粒说”与之后惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。

任何一项伟大的科学发现,都离不开人的求知欲与探索精神。然而,在探索真理的同时,牛顿也一直秉持着谦虚谨慎的美德,以及一丝不苟的学风。对于自己在科学上获得的伟大成就,他从不沾沾自喜,更不会急忙出版著作,以求扬名于世。

在牛顿费尽心血计算出“万有引力定律”后,他没有立刻发表,而是继续孜孜不倦地深思了数年,埋头于数字计算之中,从没有对任何人说过一句。后来,他的朋友哈雷,就是那位发现彗星的大天文学家,在证明一个关于行星轨迹的规律遇到困难来请教牛顿时,牛顿才把自己关于计算“万有引力”的书稿拿给哈雷看。

哈雷看后,明白了自己所要请教的问题,恰恰是牛顿早已解决的问题,内心钦佩不已。他奉劝牛顿尽快发表这部伟大的著作,以造福于人类。可牛顿却不敢草率,又经过了长时间的一丝不苟的反复验证和计算,确认正确无误后,才将《自然哲学数学原理》发表于世。

有人问牛顿:“你获得成功的秘诀是什么?”他说:“假如我有一点微小成就的话,没有其他秘诀,唯有勤奋而已。假如我看得远些,那是因为我站在巨人的肩上。”

多么意味深长的一番话啊!它生动地道出了牛顿在科研方面的成就的“秘诀”,实则也是所有献身于科学、秉持科学精神者共有的特性,那就是在前人研究成果的基础上,不断地探索、勤奋地创造,秉持谦虚而谨慎的态度,夜以继日地思考着星辰的旋转,宇宙的变化,在忘我的境界中找寻造福于人类的道路。

1727年3月20日凌晨,牛顿病逝。英国诗人波普为他写的碑铭:“自然和自然的规律,都藏在黑暗的夜间;上帝说‘让牛顿降生’,使一切变得灿烂光明。”

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