牛顿的故事?
牛顿被认为是现代科学的先驱,他对科学做出了巨大贡献。他的三大成就——光的分析、万有引力定律和微积分——为现代科学的发展奠定了基础。
牛顿为什么在科学上取得巨大成就?他是如何从一个普通人成为一名伟大的科学家的?要回答这些问题,我们不能不想到几个关于他刻苦学习和努力工作的故事。
“我一定要超过他!”
提到牛顿,人们可能会认为他小时候一定是个“神童”、“天才”,有着过人的智力。其实牛顿的童年比较单薄,头脑也不聪明。我在老家读书的时候,学习不努力,在班里学习成绩也比较差。但他的兴趣广泛,游戏技能高于一般孩子。平时他喜欢做机械模型,比如风车、水车、日晷等等。他精心制作的水钟计时准确,赢得了人们的赞誉。有时候,他打球的方式也很奇怪。一天,他做了一个灯笼挂在风筝的尾巴上。夜幕降临时,点燃的灯笼借助风筝上升的力量升到空中。夜光灯笼在空中流动,人们惊恐万状,以为有彗星。尽管如此,他还是经常因为学习成绩不好而受到歧视。
当时英国封建社会的等级制度非常严重。在小学和中学学习好的学生可能会歧视学习差的学生。课间有个游戏,大家兴高采烈的时候,一个学习很好的学生踢了牛顿一脚,骂他傻逼。牛顿的头脑被刺激得极度愤怒。他想,我们都是学生。我为什么要被他欺负?我必须超过他!从那时起,牛顿下定决心要努力学习。他早起晚睡,分秒必争,努力学习,努力思考。
经过努力学习,牛顿的学习成绩不断提高,很快超过了那个曾经欺负过他的同学,名列全班第一。
栅栏下的乐趣
世界上许多著名的科学家都有贫穷的家庭。在成功的道路上,他们都与困难的局面进行了顽强的斗争。牛顿小时候的情况也很让人同情。
牛顿于1642年出生在英国一个普通农民的家里。牛顿的父亲在他出生前不久去世了。母亲在他两岁时再婚。牛顿十四岁时,继父不幸去世,母亲回到家乡。牛顿被迫辍学回家帮她种地。母亲想培养他独立谋生,想让他经营农产品。
一个好学的孩子是多么舍不得离开自己心爱的学校啊!他伤心的哭了好几次,但是他妈妈始终没有改变主意。最后,她不得不违心地学习商业。每天早上,他和一个老仆人去十几里外的一个大镇上做生意。牛顿非常不喜欢做生意,把所有事务都委托给一个老仆人,自己却偷偷去了一个地方学习。
随着时间的推移,牛顿对商业越来越反感,他心里喜欢的只有读书。后来牛顿干脆不去镇上做生意了,只叫老仆一个人去。怕家人发现,他每天和老仆人一起出门,中途停下来,在一个篱笆下学习。每当下午老仆回来,我们就一起回家。
就这样,日复一日,篱笆下的读书生活也很过瘾。一天,他正在篱笆下愉快地读书,他的叔叔看见他经过。我叔叔看到这一幕,非常生气,大声骂他不务正业。抢走了牛顿的书。当我叔叔看到他正在看的是一本数学书,上面画着各种记号的时候,他被感动了。舅舅抱住牛顿,激动地说:“儿子,就按你的志向发展吧。你的正道应该是学习。”
回国后,舅舅极力劝说牛顿的母亲,让牛顿弃商上学。在叔叔的帮助下,牛顿如愿重返校园。
研究和计算风暴中的风力
时间对人一视同仁,给人的量是一样的,但人利用时间的方式不同,获得的知识也不同。
牛顿十六岁的时候,对数学的认识还很肤浅,甚至连数学的高深知识都不懂。“知识在于积累,聪明来自学习”。牛顿决心靠自己的努力攀登数学的高峰。在基础不好的不利条件下,牛顿能正确认识自己,知难而进。他重新学习了基础知识和基本公式,一步步扎实进步。在研究了欧几里得几何之后,他又研究了笛卡儿几何。相比之下,他觉得欧几里得几何很肤浅,于是就认真研究笛卡尔几何,直到掌握要领,达到精通。所以他发明了代数二项式定理。牛顿“在大风暴中计算风力”的传奇故事可以证明牛顿的身体力学。一天,有一场大风暴。风狂啸,尘土飞扬,玄机悠长,令人睁不开眼。牛顿认为这是一个研究和精确计算风的好机会。于是,他拿着器具,一个人在暴风雨中来回奔跑。他跌跌撞撞,费力地测量。几次灰尘迷了他的眼睛,几次风吹走了纸张,几次风迫使他暂停工作,但没有一次动摇他对知识的渴望。他终于一遍又一遍地得到了正确的数据。他高兴极了,赶紧回家继续他的研究。有志者事竟成。经过勤奋的学习,牛顿为他的科学之塔打下了坚实的基础。很快,牛顿的数学塔就建成了。
22岁发明微分学,23岁发明积分学,为人类科学事业做出了巨大贡献。
重力和光的秘密
牛顿二十三岁时,伦敦瘟疫流行。为了防止学生被感染,剑桥大学通知学生离校回家躲避疫情,学校暂时关闭。牛顿回到了他的家乡林肯郡。在乡下不上学的日子里,他从未停止过学习和研究。重力、微积分、光分析等发明的基础工作都是在这个时期完成的。那时候农村的孩子经常用投石器打几个回合,然后把石头扔到很远的地方。他们还可以把一桶牛奶举过头顶,而牛奶不会掉下来。
这些事实让他起了疑心:“是什么力量让弹弓里的石头和桶里的牛奶不掉下来?”对于这个问题,他曾经想到开普勒伽利略的思想。他从浩瀚的太空,一望无际的行星,冰冷的月球到巨大的地球,然后想到了这些巨人之间的相互作用。这时,牛顿一头扎进了“万有引力”的计算和验证中。牛顿计划用这个原理来验证太阳系中行星的作用规律。他首先推导了月球和地球之间的距离,但由于引用的数据不正确,计算结果是错误的。因为根据理论,月球的向心加速度应该是每分钟16英尺,但实际上只有13.9英尺。在失败的困境中,牛顿没有灰心丧气。相反,他以更大的努力努力学习。历经七年寒暑,30岁的他终于全面证明了举世闻名的“万有引力定律”,奠定了理论天文学和天体力学的基础。
在此期间,牛顿还研究了光学,发现了颜色的起源。有一次,他用自制的望远镜观察天体,无论怎么调镜头,视点总是不清晰。他认为这可能与光的折射有关。然后实验开始了。他在暗室窗户上留了一个小圆孔透光,在室内窗孔后面放了一个棱镜,棱镜后面挂了一个白屏,接收通过棱镜折叠的光线。结果,让他大为吃惊的是,牛顿惊讶地发现,白色屏幕上接收到的折射是椭圆形的,两端出现了五颜六色的颜色。牛顿对这个奇怪的现象进行了深入的思考。知道光是折射的,太阳的白光就被散射成七种颜色:红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫。所以白光(太阳光)是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光组成的。正是因为这个原因,雨后的大自然阳光明媚,阳光被天空周围的雨滴折射反射,形成五彩缤纷的彩虹。牛顿进一步研究后指出,世间万物都有颜色,而不是它本身。阳光普照万物,每个物体只吸收它接受的颜色,反射它不能接受的颜色。这种反射的颜色就是人们看到的各种物体的颜色。这个理论准确地揭示了颜色的起源,世界上从古至今出现的各种颜色理论都被它推翻了。
牛顿能够取得如此巨大的成就,早年刻苦学习打下的深厚数学基础起了重要作用。
进入无私的境界
在一条崎岖的山路上,一位白发苍苍的老人正牵着一匹马慢慢爬山。人们慢慢地走在前面,马匹一步一步地跟在后面,单调的马蹄声在山谷中响起。走着走着,马突然跑了,老人因为沉浸在极端的思考中,没有注意到。老人仍然勇敢地爬山,手里握着马的缰绳。当他爬到一个平坦的地方,想骑马的时候,他拉了拉缰绳,前面只拉了一根绳子。回头一看,马不见了。
牛顿除了每天抽出少量时间锻炼身体外,大部分时间都在学习中。有一次,在书房里,他一边煮鸡蛋一边思考问题。苦苦思索几乎让他精神错乱。突然,锅里的水开了,我赶紧提起锅一看,“啊!”他惊呼,但锅里煮的是怀表。原来他在思考问题的时候,心不在焉地把怀表当鸡蛋放进了锅里。
还有一次,牛顿邀请一个朋友到他家吃午饭。他被科学迷住了,把它忘了。像往常一样,他的仆人只为自己准备了牛顿的午餐。临近中午,客人们被邀请了。客人看到牛顿沉浸在计算问题中,桌上和床上放着稿纸和书籍。看到这种情况,客人没有打扰牛顿。看到桌上的食物,他以为是给他的,就坐下来吃。吃完后,他悄悄离开了。牛顿算完题去餐桌准备午饭的时候,看到盘子里吃的鸡骨头,突然说:“我以为我没吃,反正我吃了。”
这些故事真假不重要,但说明牛顿是一个沉思的人,不修边幅,故作清静。他极其专心于科学,时刻思考着星辰的转动和宇宙的变化,已经进入了忘我的境界。
谦虚谨慎的学风
“大江大河很平静,有见识的人很谦虚。”所有为人类发展做出巨大贡献的伟人都有谦虚的美德。每当牛顿在科学上取得重大成就时,他从不沾沾自喜,自以为了不起,争先恐后地发表著作,使自己名扬天下。
当牛顿努力研究出“万有引力定律”时,他并没有急于发表它。而是继续孜孜不倦的思考了几年,研究了几年,埋头于数字计算,从来没有跟任何人说过一个字。后来牛顿的朋友,伟大的天文学家哈雷(彗星的发现者),在牛顿证明一个关于行星轨道的定律有困难的时候,专程来问牛顿。牛顿把他关于计算“引力”的手稿给了哈雷。哈雷看到后才知道,他想问的问题正是牛顿早已解算出来的,心里羡慕不已。
1684年11月的一天,哈雷再次造访牛顿的公寓。当涉及到天文学相关的学术问题时,牛顿拿出一篇论证“万有引力”的书面论文,向哈雷请教。哈雷看完之后,对这个杰作感到非常惊讶。他欣喜地对牛顿说:“这真是一个伟大的论点,一部伟大的著作!”“他多次劝牛顿尽快出版这部伟大的著作,造福人类。然而,牛顿没有听从朋友们善意的劝告,轻易地发表了自己的著作。但经过长时间细致反复的验证和计算,确认是正确的,并于1687年7月在世界上发表了《自然哲学的数学原理》。
牛顿是一个非常谦虚的人,从不自负。有人曾问牛顿:“你成功的秘诀是什么?”牛顿回答:“如果我有一点点成功,没有别的秘诀,只有勤奋。”他补充道,“如果我看得更远,那是因为我站在巨人的肩膀上。”这些话多么有意义啊!它生动地揭示了牛顿伟大成就的秘密。