经典物理学的开拓者——牛顿

能工巧匠

白石小屋

四岁成了孤儿

可爱的小木匠

鞭笞教育的私塾

可怕的铁骑兵

自制日晷仪

清苦的童年

喜好发明

打败捣蛋鬼

慧星恶作剧

风车与白老鼠

水漏时钟

返乡务农

大风中跳远

热爱学习的农夫

奇迹与基督

天才大学生

有牢狱的大学

恩师巴罗教授

地心说与棱镜

发现光的奥秘

由苹果落地到万有引力

走向荣耀

制作反射望远镜

年轻的教授

消极的争论

咖啡店内的话题

《原理》横空出世

不朽的巨著

精神狂乱的两年

科学家爵士

牛顿年表

前言

艾萨克.牛顿爵士，（SirIsaacNewton）1642年12月25日生于英格兰林肯郡乡下的一个小村落艾尔斯索普村，1727年3月20日在伦敦病逝。是英国伟大的数学家、物理学家、天文学家和自然哲学家。牛顿在科学上最卓越的贡献是微积分和经典力学的创建。他晚年潜心于自然哲学与神学。

他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》中，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论问的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律，从而消除了人们对太阳中心说的最后一丝疑虑，并推动了科学革命。

清苦的童年生活使他性情羞怯而孤独。一位老师曾断言：“这孩子将来一定是个非常迟钝的呆子。”然而就是这个沉默寡言、喜欢做木工活的孩子，后来靠着自己的天才和勤奋，发现了万有引力定律、三大运动定律，同时，在数学、天文学、光学等许多方面为人类的科学进步事业作出了巨大贡献，成为被全世界所尊敬的科学巨人。

1707年，牛顿的代数讲义经整理后出版，定名为《普遍算术》。他主要讨论了代数基础及其（通过解方程）在解决各类问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算，用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程，同时对方程的根及其性质进行了深入探讨，引出了方程论方面的丰硕成果。如，他得出了方程的根与其判别式之间的关系，指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数，即“牛顿幂和公式”。

牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在1736年出版的《解析几何》中引入了曲率中心，给出密切线圆（或称曲线圆）概念，提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多研究成果总结成专论《三次曲线枚举》，于1704年发表。此外，他的数学研究还涉及数值分析、概率论和初等数论等众多领域。

牛顿不但擅长数学计算，而且能够自己动手制造各种试验设备并且做精细实验。为了制造望远镜，他自己设计了研磨抛光机，实验各种研磨材料。1668年，他制成了第一架反射望远镜样机，这是第二大贡献。1671年，牛顿把经过改进的反射望远镜献给了英国皇家学会，因之牛顿名声大震，并被选为英国皇家学会会员。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。

同时，牛顿还进行了大量的观察实验和数学计算，比如研究惠更斯发现的冰川石的异常折射现象、虎克发现的肥皂泡的色彩现象、“牛顿环”的光学现象等等。

牛顿还提出了光的‘微粒说”，认为光是由微粒形成的，并且走的是最快速的直线运动路径。他的‘微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。此外，他还制作了牛顿色盘等多种光学仪器。

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二十四年的终身会长，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。他死后又第一个作为自然科学家获得国葬，长眠于西敏斯特教堂，这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。

本书沿着牛顿人生和思想发展的主要脉络，为我们还原了一个真实的牛顿，描述了近代科学奠基人牛顿辉煌的一生，既有他潜心研究运动定律、万有引力定律、微积分学和光学的探索历程，又有他童年与外祖母相依为命，中年为官直至铸币局局长任上去世的人生轨迹。本书图文并茂，引人入胜，对引导广大读者沿着科学巨匠的足迹去探索大自然的奥秘，其功效非空洞说教所能相比。

作者

2008年10月于北京

　　牛顿是英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家和炼金术土。他在1687年发表的论文《自然哲学的数学原理》中，对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪物理世界的科学观点，并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性，展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律，从而消除了世人对太阳中心说的最后一丝疑虑，并因此推动了科学革命的发展。本书沿着牛顿人生和思想发展的主要脉络，为我们还原了一个真实的牛顿，描述了近代科学奠基人牛顿辉煌的一生，既有他潜心研究运动定律、万有引力定律、微积分学和光学的探索历程，又有他童年与外祖母相依为命，中年为官直至铸币局局长任上去世的人生轨迹。本书图文并茂，引人入胜，对引导广大读者沿着科学巨匠的足迹去探索大自然的奥秘，其功效非空洞说教所能相比。　　本书采用“以图读传”的形式，辅以专题、名人名言栏目，并与内容同步，配以生动、有趣、丰富的“知识链接”和“资料链接”，精选大量与牛顿紧密相关的各类图片，以简洁大方的版式将图片与文字有机结合，再现了牛顿传奇的一生，使读者看到一个全新、立体的牛顿，并能从中获取丰富的历史知识、物理知识和深刻的人生体验。