一、牛頓發明了什么

1、牛頓發明了反射望遠鏡,也稱牛頓望遠鏡。

2、牛頓提出萬有引力定律、牛頓三大運動定律,奠定了此后三個世紀里物理世界的科學觀點,并成為了現代工程學的基礎。

3、在光學上,牛頓基于對三棱鏡將白光發散成可見光譜的觀察,發展出了顏色理論。

4、在數學上,牛頓與戈特弗里德·威廉·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。因此牛頓也被人稱之為“微積分之父”。

5、牛頓系統地表述了冷卻定律,并研究了音速。

6、在經濟學上,牛頓提出金本位制度。

二、牛頓人物軼事

在中小學教科書中,學生們肯定不止一次接觸到牛頓這一非同凡響的名字。正如人們所熟知的那樣,他是英國偉大的物理學家、數學家和天文學家,提出過萬有引力定律、力學三大定律、白光由各色光組成的理論,并開創了微積分學,等等。

在邁克爾·懷特所著的《100位杰出人物》一書中,艾薩克·牛頓(1642～1727年)被列為最具影響力人物之第二,排在穆罕默德之后,耶穌基督之前。他之所以能夠獲得如此殊榮,當然是因為他對科學發展的杰出貢獻。

人們往往傾向于把科學史上具有劃時代意義的偉大科學家看作是品德高尚的天才和圣人,無數榮譽和光環圍繞著他們,使人們難以了解他們作為普通人的真實性情。新出版的《牛頓傳:最后的煉金術士》,通過大量翔實的資料和原始檔案,還原了一個真實的牛頓。

這位站立在巫術終結和科學興起的歷史轉折點上的天才,通過對未知世界永無止境的探索,使他成為有史以來最偉大的科學家之一,也使他將自己一生中更多的精力花費在煉金術上,牛頓總共留下50多萬英文單詞的煉金術手稿和100多萬單詞的神學手稿,而這些工作與他的科學發現很難說是毫無關聯的。除此之外,他還專門研究過治療想像中他所患疾病的藥物。

此書作者基于科學發生學的視角,提出了牛頓癡迷煉金術與奠立代科學基礎之間的重大關聯。他借助牛頓遺留下來的重要信件和從未發表過的筆記,闡釋了牛頓從事煉金術和神學研究對于他發現萬有引力,以及后來進行的統一場論研究的作用。

值得一提的是,直到1936年,牛頓真實的另一面才逐漸顯露出來,而這要歸功于20世紀的經濟學大師、牛頓研究者約翰·梅納德·凱恩斯。當時有一批牛頓遺留下來的文件在蘇富比拍賣公司拍賣,這些文件是大約50年前由劍橋大學所接受的捐贈中被認為“不具科學價值”的一部分收藏品。結果,凱恩斯在拍賣中購得這批文件。

凱恩斯在研讀這批從未向世人公布過的秘密文件后,于1942年在英國皇家學會發表演說,將歷史上這位最著名和最崇高的科學家描繪成一個受到爭議的性格偏執者。

凱恩斯對牛頓的重新評價值得我們正視和思考:“從18世紀以來,牛頓一向被認為是第一個,也是最偉大的代科學家,是一個理性主義者,他教導我們作出冷靜的思考和無偏的推理。可是現在我要說,我不認為如此,我不認為任何人在看完那一箱文件之后,還會把他看成是那樣一位道德高尚的偉人。”

萊布尼茨和牛頓各自獨立地創造了微積分,盡管牛頓發現微積分要比萊布尼茨早若干年,但他很晚才出版自己的著作。于是,誰是微積分的第一創造者,成了當時科學界爭吵的一件大事。牛津大學教授基爾在<哲學通報>上發表一篇討論離心力的文章,文中把發明微積分的主要功勞記在牛頓名下,同時也提到了萊布尼茲。<哲學通報>到達萊布尼茲手上,立即惹怒了他。

萊布尼茲寄信給皇家學會,要求收回那種說法。當萊布尼茲在<教師學報>上寫了一篇評論,嚴厲批評牛頓的工作時,立場堅定的爭論就開始了。萊布尼茲使用的外交手段,是把自己隱藏在無所不知的編輯名義下,匿名寫下這篇評論的,而<教師學報>是萊布尼茲本人在1682年創辦并自任主編的雜志。

那并非一場公開的戰爭,萊布尼茲一方面在大眾面前贊揚牛頓,一方面唆使別人,特別要約翰伯努利寫信攻擊牛頓來為他辯護,伯努利照他的意思去做,沒有在信上署名。萊布尼茨請求英國皇家學會予以裁定,而作為皇家學會會長的牛頓指定了一個公正的委員會來審查,皇家學會發表結論,正式譴責萊布尼茨剽竊。

至于牛頓為什么癡迷于煉金術,我們要考慮他所處的時代背景.在17世紀,煉金術和化學摻雜在一起,因為這時的化學還沒有從煉金術中脫離出來,一個人要想研究化學而不接觸煉金術是不可能的。因為沒有人可以找出一本17世紀的沒有煉金術內容化學著作。

而牛頓對于化學一定充滿了求知欲。所以他像研究數學物理那樣去研究化學,而可以供他參考自學的書只有煉金術著作,所以他不得不選擇煉金術。

其實試圖把化學從煉金術中分離出來的就是牛頓,因為他曾經寫過一本名叫《化學》的書,后來在那次大火中被燒毀了,所以他對化學的貢獻我們一無所知。留下的只是他學習過程中的一些手稿,一些沒有經過分離的煉金術資料。

如果我們以今天的眼光來審視煉金術,我們應當承認它至少帶來了一些有用的技術和工具。并且煉金術可能或多或少地激發了牛頓的靈感,有助于他在科學領域中的探索和發現。

科學巨人同樣可能走向歧途,他們的人格或個性也可能存在著這樣或那樣的缺陷,但是他們對世界文明的貢獻是第一位的,而這些有利于社會進步的探索永遠不會被貶低或者忘卻。

三、牛頓被蘋果砸的故事到底是真是假

故事是假的嗎?

大家耳熟能詳。英國紀念牛頓《自然哲學的數學原理》300 周年文集的封面用的就是一個蘋果。牛頓家鄉的蘋果樹還被移栽到世界各地的許多著名學術機構。

年來,有很多人把這個故事歸入了虛假故事里。隨便在網上搜索可以找到很多這樣的文章。例如《那些誤導我們的教科書故事——牛頓根本沒被蘋果砸》這樣說:“關于牛頓和他的蘋果是伏爾泰編的,據說他是聽牛頓的侄女說的,當然牛頓的所有手稿中沒提到那個蘋果。”

在另一篇《小學教材里的中國式虛假故事:華盛頓砍樹,牛頓被蘋果砸都是假的》里,把牛頓的蘋果故事與《愛迪生救媽媽》《地震中的父與子》等虛假故事放在一起,進而寫道:“牛頓的‘假如我看得比別人遠一些,是因為我站在巨人的肩膀上’名言,是在他與胡克爭奪萬有引力定律的優先發現權時,為了譏諷胡克而說的(胡克是個駝背和身體扭曲的矮子),顯示了牛頓卑劣的人格。”

牛頓蘋果的故事難道是虛構的嗎?在小學教科書和少兒讀物中描述的這個故事,雖然有演繹的成分(比如蘋果砸到了牛頓的頭),但基本內容來自歷史文獻。牛頓雖然并未在他的論著中提到蘋果的故事,不過人們在正式的科學著作中一般也不會講述自己的科研靈感來源,因此這本身不足為奇。牛頓蘋果的故事是一些熟悉他的人聽晚年的牛頓講述的。

這個故事最著名的講述者是法國啟蒙哲學家伏爾泰(Voltaire)。關于牛頓發現萬有引力的經過,伏爾泰寫道:“1666 年,他(牛頓)退隱到劍橋附的鄉下,有一天在自己的花園里散步,看到有水果從樹上掉下來,便陷入了對重力的沉思……使重物墜落的力量是一樣的,不管是在地下多深處,也不管是在多高的山上,都不會有明顯的減小,為什么這一力量不會一直延伸到月球上呢?如果這一力量真的一直深入月球,從表面上看,難道不正是它使月球保持在其軌道上嗎?”

伏爾泰的故事來自牛頓的外甥女凱瑟琳·康迪特(Catherine Conduit),牛頓同母異父的妹妹漢娜·斯密思(Hanna Smith)之女。她的丈夫約翰·康迪特(John Conduit,1688—1737)是牛頓在皇家造幣廠的助手,并在牛頓去世后繼任了造幣廠廠長。夫婦倆后來都安葬在西敏寺牛頓墓的旁邊。康迪特曾有意撰寫一部牛頓的傳記,很早就開始注意記錄牛頓的談話,并在牛頓逝世后收集了其他人對他的回憶。我們現在讀到的牛頓軼事大多來自他們當時收集的記錄。

牛頓的同鄉威廉·司徒克雷(William Stukeley,1687—1765)是這個故事的另一位記錄者。司徒克雷與牛頓一樣畢業于劍橋大學,曾多次訪問巨石陣(Stonehenge),并首次進行了詳細的測量和記錄,成為考古學的先驅者之一。他與牛頓交往甚多,曾在牛頓小時上學的地方格蘭瑟姆采訪了很多認識牛頓的老人,包括傳說中牛頓少年時代的女友文森特夫人,收集了許多牛頓童年時代的軼事,并調查了牛頓的家譜。

1726 年4 月15 日,在與牛頓的一次見面中,司徒克雷后來寫道:“他(牛頓)告訴我,在過去,正是在相同的情景下,重力的概念進入他的頭腦。它是由一個蘋果落地引起的,而當時他正坐著沉思默想。他思量,為什么蘋果總是垂直地摔在地上,為什么它不斜著跑或者向上跑,而總是跑向地球的中心呢?的確,原因是地球吸引蘋果。在物質中必定有吸引力存在,地球的吸引力總和一定指向地球的中心,而不指向地球的任何一側。所以這個蘋果垂直地向地球中心下落。如果物質之間如此吸引,吸引力一定與物質的量成比例。因此,蘋果吸引地球,和地球吸引蘋果一樣,存在一種力量,像我們所說的重力,它通過宇宙延伸自己。”

此外,還有數學家Robert Greene 在他的著作中稱皇家學會副主席Martin Folkes也曾聽牛頓講述過這個故事。牛頓的另一位朋友、數學家棣莫弗(Abraham deMoivre, 1667— 1754) 雖然沒有提到蘋果,但是他提到1666 年牛頓在花園中思考的時候產生了關于引力的想法(參見文獻[3]第154 頁),與其他人說法基本一致。