科学家牛顿

2024-11-04

科学家牛顿（共8篇）

1.科学家牛顿篇一

牛顿小时候很聪明，但读书并不用心，都把心思用到做手工、想问题上去了，所以在老师、同学的心目中，他是一个笨孩子，学习成绩也不好。

十三岁那年，小牛顿带了一架小风车到学校去。同学们都围拢来看，哟!这风车做得还怪灵巧呢，牛顿自己也笑嘻嘻地说:“我的风车做得怎么样?造得巧吧!”

正在一帮小家伙眨巴着眼睛羡慕牛顿的时候，一个同学怪声怪气地说:“对啦，造得巧。”这同学讲的是反话，因为他平时学习成绩好，一直在牛顿之上，今天看到牛顿在他面前表演，很不服气，还带点嫉妒之意。牛顿并没有听出这个同学话中有话，就接着说:“对，很巧，这是昨天晚上我一个人造出来的。”

听到牛顿越来越神气的话语，那位学习好的同学提高嗓门说:“是啊，你这个小风车外形造得还不错，可它为什么会转动啊，你懂这原理吗?”

“你懂这原理吗?”这几个字象一阵刺骨的冷风吹在牛顿的脸上，不知是发冷，还是发疼，他尴尬得很，话也说不上来。

那位同学看牛顿脸红了，劲头更足了:“哼!说不出来吧，可怜自己做的东西自己讲不出原理，这说明什么?说明你不过和木匠一样!”

牛顿被他这番话羞得无地自容，他哭丧着脸，走开了。

这时，原来围在牛顿身边的一群小同学也一个个对他另眼看待了。“木匠!木匠!连原理都讲不出来，还在这里显示。”说着，有的同学，就动手打他的风车，别的同学也跟上去，七手八脚把牛顿的小风车打了个稀巴烂。

牛顿心里很难过，他孱弱的体力是打不过那些孩子的，他只有忍受这委屈，眼泪一滴滴地流了下来。

事情过后牛顿细想:这些同学为什么欺侮我呀?还不是我自己不争气?后悔呀，后悔自己为什么不下决心把功课学好呢?夜已经深了，小牛顿还在想白天发生的事。最后下了决心:一定要把功课学好。

人小志不小。小牛顿自从立志勤学后，好象换了个人似的，上课认真听老师讲课，下课认真复习功课，有空了还不忘他的小手工。不多久，他的学习成绩就赶上来了，而且超过了骂他是“木匠”的那位同学，成为班里的优秀生。

这就是大科学家牛顿小时候的一个故事。牛顿并不以他以后的巨大成就而回避这件带有耻辱性的往事，他说:“要是那时候，不受朋友们的侮辱虐待，恐怕我一辈子就是做一个不懂原理的木匠了。”

2.科学家牛顿篇二

一伽利略与牛顿、笛卡尔与牛顿的思想关联对比

1.在关于力的认识上,牛顿与笛卡尔持有相同的力学哲学观。力学的发展源自人们对动力因的思考。在这种思考中,伽利略提出物体的运动源于物体的某种运动性,并且这种运动性会随着时间的延续而不断减少。“冲力是逐渐减小的,永恒的运动是不可能的,甚至是荒谬的”,[1]45这说明伽利略主张物体运动不可能无限地得以保持,这样的结论恰好与牛顿的惯性思想相背离。此外,在伽利略的动力学里,空间还在扮演一个物理角色,物体的状态还会影响它的运动,这样的动力学至多仅对存在于几何空间的抽象物体成立而已。相反,在力学上,笛卡尔对牛顿的影响要更为直接和深远。在《方法论》中,笛卡尔已经指出,在宇宙中只有一种物质,我们察觉到的物质的全部性质,都能借助于把它分为部分和这些部分的运动来解释。在他看来,物理学必须考虑的唯一事件是运动在粒子之间的传递以及它们运动方向的变化。笛卡尔所表述的这一思想与牛顿在《世界体系》中所表述的思想极为相似。在牛顿那里,笛卡尔那种能解释一切的物质就是“力”,即“一切自然现象可能都取决于某些力”[2]52。由此看来,在对力的认识上,笛卡尔和牛顿持有相同的哲学观,他们共同的基本信念是“世界都能通过理性的运用来认识”和“这种认识能够借助于数学用力学模型来描述”。

2.在关于引力的思考上,牛顿的策略是笛卡尔式、而不是伽利略式的。关于引力的认识,笔者考证发现,笛卡尔和牛顿在思想上的分歧只是表层的,分歧的背后实则蕴涵了某种承继性。笛卡尔主张整个空间都充满着实体,没有像真空那样的东西,他拒绝了超距作用,并提出了接触理论和旋涡宇宙观。表面上,牛顿似乎不赞成笛卡尔的旋涡宇宙观,因为他专门用数学证明了“旋涡不能解释行星的运动,不能取代万有引力”。可是在深层,牛顿其实在反驳旋涡理论的过程中不自觉地接受了笛卡尔的一个基本信念,即认为世界能够从力学的角度去进行解释。同时,在柯依列看来,与笛卡尔一样,牛顿也认为整个空间充满着一种不可见的媒质以太,他甚至猜测他的“引力”与这种“以太”密度的局部变化有关。因此,基于笛卡尔这种假想的“以太”介质从天上到地球的循环流动,牛顿才发展出了他的引力学说。梅森就指出,牛顿设想“太阳和行星是由它们的旋涡中以太所具有的某种隐蔽的互不影响原则所排列的”,这一观点是“比较倾向笛卡尔的见解”[3]184。事实上,在引力定律的建构中,牛顿建立起了一种伽利略所没能建立的联系,那就是将行星轨道当做抛射体的轨迹、将天体运动看成是力学问题,而这种联系却恰好与笛卡尔以及机械论哲学家的传统不谋而合。

3.笛卡尔是惯性原理的第一个提出者,而伽利略却深受传统观念的困扰。尽管伽利略的运动思想已经打破了原有的宇宙观念,可是他的动体运动性观念本质上是与惯性原理不兼容的。此外,伽利略“仍然保存着‘天然位置’是唯一的世界中心的概念”[1]52,这说明他仍然还持有宇宙秩序和宇宙中心的残余思想。正是这些残余思想,阻碍了伽利略去建构惯性定律和新的宇宙观。相反,笛卡尔才是第一个提出近代惯性原理的人,他改进了伽利略的相关思想,并认为“自然运动是采取在一条直线上,而不是伽利略所设想的在一个圆周上的匀速的形式”[3]157。在对落体运动的思考中,笛卡尔提出:“一旦运动加在一个物体上,它总是会保持,除非有什么别的原因使其停止,也就是说,在真空中一旦运动起来,它将以相同的速度一直运动下去。”[1]90可以看出,笛卡尔的这种提法与牛顿的惯性定律已经没有多少区别。而对于伽利略和惯性定律,科恩则有一段中肯的评价:“伽利略在分析炮弹的抛物线轨迹时,预示了惯性运动理论确立的早期阶段。在一系列相继演变的、1687年最终导致牛顿惯性定律的概念中,他提出的东西无疑是发端和源头。然而,必须记得,伽利略的运动分析主要地是在运动学水平上。即,虽然有力的作用的见解和意指,但伽利略的分析既没有试图寻找产生(或引起)运动的力,也没有试图去发现力与运动之间的精确的数学关系式。”[4]138

4.在关于相对性的提出和理解上,笛卡尔要比伽利略更为直接和明朗。不可否认,在相对性上,伽利略已经提出了运动的物理学的相对性和光学的相对性,但与笛卡尔相比,他的相对性要稍显含蓄。伽利略的相对性间接体现在“对于我们也参与的运动的察觉的不可能性”[1]177之中,而笛卡尔则直接指出,“在他的体系中,所有运动其实都是相对的”,运动“无非是‘物质的一个部分,或一个物体,从与之直接接触的并被我们看做是静止的一些物体的附近,转移到另外一些物体的附近’”[3]158。由此看来,笛卡尔的相对性与牛顿的相对性在思想上已经基本一致,牛顿力学里的参照物、参照系概念都已内蕴在笛卡尔的这一表述之中。牛顿关于“运动与静止其实只有相对的区别”[5]的观念,其实也只是笛卡尔在《论世界》里“运动与静止在本体论等级上是同一的,它们是一种质或者一个状态”的翻版。事实上,在笔者看来,牛顿的作用力与反作用力定律也是得益于笛卡尔的这种相对性思想的,因为,既然两个物体之间的作用力都是相对的,那么这种相互作用力的大小也必然是等同的。

5.笛卡尔率先开启了加速度定律之门,而伽利略却存在着理解的误区。在关于物体的运动上,伽利略的研究重心是对速度和运动的外在描述、而不是对加速度的原因探析。而在建构描述性的方程中,伽利略也错误地认为加速运动的方程应该是建立在距离之上。这种基于距离的方程探索注定是要失败的,因为落体运动加速的原因在于每个连续的即时时刻,落体都受到地球不变的吸引力的作用,正确的加速运动方程应该建立在时间的基础之上,而不是距离。相反,笛卡尔对加速运动的思考主要聚焦在加速度的原因分析。按照柯依列的观点,在笛卡尔那里,“加速在于冲力在每个新的瞬时连续产生,加速的概念开始转换成根据重力发展而来的冲力这个术语概念”[1]91。这样,笛卡尔已经将运动体加速的原因归结为运动体所受的外力——重力。尽管笛卡尔对加速度的认识也不完善,可是凭借已将加速度的原因归结为力的作用而不是速度,他实际上已经突破了伽利略思想上的那种束缚,并率先开启了牛顿第二定律之门。

6.牛顿对“自然规律”的理解源自笛卡尔对该概念的界定。“自然规律”是近代科学革命的一个特征词。在科学革命之前,自然界的演变通常被认为是由惯例、因果报应原则、合目的性、意志、计划的行为所控制,笛卡尔第一次赋予“自然规律”以现有的意义,“事实上,笛卡尔是第一个一贯地用‘自然规律’这一名词和概念的人”[3]159。笛卡尔假定我们的自然是由规律所支配的,这与伽利略的“原理”、“比率”、“比例”完全不同。牛顿不仅接受了笛卡尔关于“自然规律”的赋义,而且还将这个词推广成为一种平常的语言,他的三大运动规律以及万有引力定律正是推广这种新语词的最好证据。

7.相比伽利略,笛卡尔的数学要更彻底,这种彻底的数学才是近代数学革命的引擎。数学是研究事物性质的一种中立的工具,而不是事物性质的一种先天的决定因素,笛卡尔是近代第一个看到数学在地位上发生这种深刻变化的人,同时他率先将数学引入到力学的分析之中。虽然伽利略也意识到数学的重要性,不过,他并没有将数学方法运用彻底。例如,他对行星轨道的分析就只是采用一种定性的非数学方法。这种不彻底的数学不可能推动牛顿去获得“地上炮弹轨迹的问题和行星的轨道问题事实上是同一问题”,也不可能推动牛顿去实现地上运动和天体运动的数学整合。相比之下,笛卡尔的数学要更彻底,他开创了科学研究的一种新程序,那就是,“从不可怀疑的和确定的原理出发,用类似数学的方法进行论证,就可以把自然界的一切显著特征演绎出来”[3]154。当伽利略还只是停留在以一种相当不灵活的方式去尝试将几何的应用扩大到质量、速度和时间等可测的量,即依靠几何的论证来证明他的力学命题时,笛卡尔已经开始发展和推广灵活的代数,因为只有代数才具备那种能解决质量和运动问题所需要的灵活性和普遍性。笛卡尔实现了几何学的代数化,并用代数方程去表示几何图形。正是基于笛卡尔的工作,牛顿和莱布尼茨才可能进一步去用代表一个几何点运动的代数方程来描述几何图形,从而发明微积分,实现近代数学上的革命。丹皮尔就认为:“在《原理》中,牛顿把他的结果改成欧几里得几何学的形式,其中许多结果可能是通过笛卡尔坐标与流数法求得的”[6]234。

8.光学上,笛卡尔对牛顿的影响是理论性的,而伽利略对牛顿的影响仅是经验性的。牛顿的《光学》分为实验哲学和思辨性的自然哲学,这说明牛顿不仅吸收了伽利略的实验方法,而且继承了笛卡尔的理性思考。伽利略的专长是实验操作和一些光学器械的制作,然而笛卡尔的长处则是建构纯粹的理论。笛卡尔总共提出了两套光学理论:第一种光理论就是微粒说;第二种理论则主张光是一种作用或者压力,这种观念后来演变成光是空间的以太传播作用的学说,这一学说在惠更斯、贝努利和欧勒那里最终发展成了光的波动说。由此看来,笛卡尔的光理论是二元的,既蕴涵了光是微粒,又蕴涵了光是波。这种二元光学,事实上在牛顿那里存在着清晰的痕迹。通常我们以为牛顿抛弃了波动说、坚持了光的微粒说,其实不然。梅森就考证发现,牛顿对光的波动说并没有完全舍弃,在牛顿思想的早期,牛顿是倾向于光的波动说的,即使在其后来出版的《光学》中,他“在开头倾向于光的微粒说,不过仍旧保留光的波动说的一些要点”[3]195。牛顿的这种思想倾向,直接验证了笛卡尔关于光的两套理论对他产生了深远的影响。

二近代科学革命的“历史异化”

依据上面的分析,笔者认为,相比伽利略,笛卡尔对牛顿的思想启迪要更为直接和深刻。其实,笔者的这种结论并不新鲜,科学史家柯依列、梅森、科恩都或多或少持有类似的观点。对于伽利略,科恩就直言不讳地指出:“许多科学史学家和科学哲学家,至少在200年里,为伽利略革命欢呼过。而且物理学家和其他科学家长期认为伽利略是一位革命的英雄,甚至夸大了他的作用,把他当做现代科学和实验方法的创始人,当成第一、二条牛顿运动定律的发现者。”[4]136对于笛卡尔,布朗则明确地指出:“在17世纪大部分时间内,科学思想即使未被笛卡尔的工作统治,也受到了笛卡尔工作的影响。”[2]52然而,现实的科学史陈列给我们的却是:纵然是笛卡尔思想的直接受益者、世界新体系的缔造者牛顿也一直是在大力吹捧伽利略,而不是笛卡尔,尽管我们知道在17世纪清教流行的英国剑桥大学是有专门的讲授笛卡尔学说的,在这样的背景下,身处剑桥大学三一学院的牛顿不可能不知晓笛卡尔的思想。近代科学革命史发生在伽利略、笛卡尔上的这种现实与事实的差异,笔者将其称为近代科学革命的“历史异化”。科学的“历史异化”实际上反映的是一种现实的科学历史描述与科学历史的实际事实相背离的现象。

三近代科学革命的“历史异化”的原因

在笔者看来,有如下几点可以解释这一科学的“历史异化”:

1.伽利略的科学方法迎合了英国的经验主义思潮。在笔者看来,尽管伽利略在基础理论上也有贡献,但他的名气更多源自观察、实验等经验层面。其中,伽利略把吉尔伯特的实验方法和归纳方法紧紧地结合了起来,这种结合使他排斥演绎和理性的科学模式。在伽利略的著作里,我们可以看到他对归纳法的重视、对事实的重视、对经验的重视,这种科学进路正好吻合了由弗兰西斯·培根一手开创的英国经验主义的传统。作为英国的科学家,牛顿免不了也有经验主义的情结,由此,他接受经验主义进路的伽利略、抵制理性主义进路的笛卡尔便很自然。鉴于牛顿的科学威信,笔者更是觉得,除了牛顿本人,当时整个英国科学界都是乐于接受伽利略的经验主义科学进路的,而当时英国科学的一统天下又为这种接受的世界化提供了便利的条件。相反,笛卡尔所倡导的是唯理主义,这种哲学正好与经验主义背道而驰,因而这种哲学连同宣扬这种哲学的哲学家遭受思想上充满了经验主义传统的科学家以及科学史家的抵触就不足为奇了。总体上,伽利略的哲学是经验主义的,同时也是英国式(尽管他是意大利人)的,他们热衷于品味具体而实际的东西、厌烦那些所谓的抽象和演绎;相反,笛卡尔的哲学是唯理主义的,同时也是大陆式的。伽利略和笛卡尔在哲学根基上的背离是近代科学革命“历史异化”的一个重要原因。

2.伽利略的思维方式吻合了英国人的心智。迪昂专门以培根和笛卡尔之间心智的对立透析了英国人和法国人的心智区别。他认为,法国人的心智是窄而强的,而英国人的心智是博而弱的[7]72-73。这样的一种心智特点注定了英国人是乐于接受伽利略、而不是笛卡尔的。正如前面所说,伽利略的科学更多体现在经验和实验层面,即使是运动原理和定律,也多是定性的,而这一切需要的恰是一种博而弱的心智。即便在最能体现抽象思维的数学领域,伽利略也多是使用经验模型,在《对话》中他对一个自由落体运动规律的推导,就是采用了三角、圆、直线之类的几何图式模型。按照迪昂的观点,模型正是英国人研究物理学必备的工具以及英国心智的一种体现,只有博而弱的心智才需要创造一个可见的和易感知的抽象定律的图像。因此,在思维方式上,伽利略与英国人保持了同样的心智特点。

3.大众对伽利略的过分宣扬。伽利略在科学上的影响力主要得益于他对哥白尼日心说的辩护,这种影响“甚至由于对他的审判和定罪使其声名狼藉而得到加强”[4]136。在与宗教的抗争中,伽利略表现出了一种斗士的品质,这种品质成为摧毁旧的经院体系、建构近代科学的一种精神象征。由此看来,人们对伽利略的英雄式礼待,更多在于他是科学时代的象征,而不仅仅在于他在科学上的作为。此外,伽利略自己还是一位很好的说客,他对他的信念的宣传和论证,既“激动人心”[8]181,又深得人心,尽管他的“逻辑未必是令人信服的”[8]181。例如,在《对话》中,他一方面通过一个虚构的人物间接表达自己的观点,另一方面又以辩论的方式将自己的意图逐步明晰化,这样的一种表达方式既削弱了与经院教义的直接冲突,又激起了学术界的共鸣。值得一提的是,牛顿对伽利略的成果也进行了夸张性的宣传,由于牛顿在科学上的显赫地位,他的宣传对提升伽利略的名气起到了一个不可忽视的作用。“在《原理》中,牛顿说,伽利略不仅知道运动之定律中的第一、二条,而且知道第一、二定律的各种推论……牛顿把伽利略誉为他自己理论动力学的最初奠基者。”[4]145与此相反,对笛卡尔,牛顿则表示出轻蔑和不以为然。甚至,在牛顿看来,笛卡尔以及差点提出万有引力定律的开普勒都属于某种小角色。在笔者看来,这种不合事实的媒介宣扬是造就近代科学历史异化的原因之一。当这种宣扬变成了一种时尚、一种文化、一种传统的时候,要扭转它就变得相当的困难。

4.科学历史的政治性和科学的政治性。近代英国科学家所形成的巨大影响力使得近代科学革命的历史研究处于一种被剑桥学派和英国科学史家所统治的局面,加之“英国人本质上是保守的,他们维护每一个传统,而不管其来源”[7]76,英国科学家和科学史家完全可以为了维护自身的传统和尊严而不顾历史本身,这种有色视野下的科学史必然也是一部异化的科学史。历史是由人写的,而人始终是受地域文化限制的,这一点我们从英国科学史家丹皮尔对其本国的伟人牛顿的吹捧便可窥知一二,“牛顿赋予世界画面的惊人的秩序与和谐所给我们的美感上的满足,超过凭借任何天真的常识观点或亚里士多德派范畴的谬误概念”[6]249。不仅如此,丹皮尔还对牛顿科学触发机械哲学一事进行了辩解:“这并不是牛顿或他的朋友的过错”[6]250。相反,法国科学史家柯依列、法国科学哲学家迪昂对牛顿的评价要较为客观,不过这种客观也是相对的。不同国域的科学史家对同一历史的不同描述,直接反映了科学历史所内蕴的政治性,而笛卡尔的科学声誉正是因为这种政治纠缠而变得黯然失色。为争夺微积分发明的优先权,牛顿和莱布尼茨的个人之争首先是演变成英国科学界和法国科学界之间的争论,后来竟然演变成英国科学界与整个欧洲大陆科学界之间的对抗。在这次科学对抗中,充斥着国家荣耀、民族情绪、政治恩怨,这次对抗甚至致使英国科学家在此后相当长的时期不愿接受欧洲大陆数学家的成果,而这些大陆数学家之一就有笛卡尔。由于英国在整个近代科学史上所具有的无与伦比的地位,英国人以及牛顿的支持者能比别人更有机会去撰写和宣扬那段有关近代科学革命的宏伟历史,当这些人以一种政治使命感去炫耀国家荣誉时,近代科学史也就演变成了一部科学的政治史。事实上,笔者更是觉得,科学历史的政治性必然蕴涵着科学的政治性。其中,科学的政治性至少包含三个层面:科学的政治孕育性、科学理论内蕴的政治元素(因子)、科学传播和科学继承的政治介入。科学的政治性假如成立,势必会给近代科学史的“异化”提供一种更深层次的解释。

四结论

通过上面的分析,我们发现任何贬低笛卡尔在近代科学革命中的作用、夸大伽利略作用的言行,都是有悖于历史的。而之所以出现这种违背真实历史的历史,形成所谓的科学史的“异化”,表面原因在于科学历史的社会建构性,而深层原因在于科学的社会建构性。在时下多元化哲学盛行的年代,通过对三百年前近代科学革命原貌的恢复以及历史异化的原因分析,笔者的目的是为了揭露非科学的偏见对科学及其科学历史的巨大影响,而并不是去藐视伽利略这样一位在科学史上享有显赫声望的科学家。这种揭露对科学哲学和科学史学界是有益的,它可以推动我们进一步去深思科学的历史以及科学的本质。

参考文献

[1]柯依列.伽利略研究[M].李艳平,等译.南昌:江西教育出版社,2002.

[2]汉伯里.布朗.科学的智慧[M].李醒民,译.沈阳:辽宁教育出版社,1998.

[3]梅森.自然科学史[M].上海:上海人民出版社,1977.

[4]科恩.科学革命史[M].杨爱华,等译.北京:军事科学出版社,1992.

[5]牛顿.牛顿自然哲学著作选[M].塞耶编.王福山,等译校.上海:上海译文出版社,2003:21.

[6]丹皮尔.科学史及其与哲学和宗教的关系[M].李珩,译.北京:商务印书馆,1995.

[7]皮埃尔.迪昂.物理学理论的目的和结构[M].李醒民,译.北京:华夏出版社,1999.

3.牛顿开创的科学新纪元(上) 篇三

艾萨克·牛顿出生在英格兰林肯郡沃尔索普村的一个普通农家，没出世父亲就死了。牛顿是个早产儿。刚生下时还不到3斤，瘦小虚弱，和前面讲的开普勒、笛卡儿倒是很像。两岁时他母亲又改嫁了，而他则留在了外祖母家，所以童年的牛顿注定和幸福无缘。幼时的境遇让牛顿从小就沉默寡言、孤独倔强，还有点神经质。牛顿长大后虽当选为英国国会议员，但开会时从未发过言，一次他突然站起来，大家以为大名鼎鼎的牛顿终于要发言了，就都洗耳恭听。结果他只是说了一句“风太大，应该把窗子关上”就又坐下了。

牛顿在学校学习成绩一般，没有人会把他与未来的科学巨匠和数学大师联系起来。但他有两点与众不同，似乎预示着这是位科学奇才。

第一是他喜欢摆弄一些小玩意儿，尽管只是自娱自乐，却很有水准。据说小牛顿制造了一个风车的模型，他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上。然后在轮子的前面放上一粒玉米，那刚好是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就得不断地跑，于是轮子就不停地转动。他制作的风筝尾巴上悬挂着一个小灯笼，夜间风筝放飞后，村里人看到时还怀疑是彗星出现。他还制造了一个小水钟，每天早晨，小水钟会自动滴水到他的脸上，催他起床。

第二是他酷爱读书，喜欢思考，而且常常进入物我两忘的境界。长大后的牛顿依然如此，有两个小故事曾广为流传。一个是说有一天他一边读书，一边在火炉上煮鸡蛋。等他揭开锅想吃鸡蛋时，却发现锅里煮的是一个怀表。还有一次他炖了一只鸡。请朋友来吃。鸡快炖好时他突然想到一个问题，便立即进了书房。朋友等了好久不见他出来。就自己把鸡全吃了，残存的鸡骨头留在盘子里，然后朋友就不辞而别。牛顿出来后看到盘子里的鸡骨头，就自语道：“哦，原来我已经吃过了。”便转身又进了书房。

牛顿12岁进了离家不远的一所中学，但16岁时就辍学了，因为他的母亲在第二任丈夫去世后又回到了他身边，同时还带回了一笔遗产，其中包括一大块土地需要人打理。牛顿自然是母亲的首选。尽管这时的牛顿已经不是小孩儿了，但他显然不具备这种能力。他无论干什么都要揣本书，而且一读就什么都忘了。当牧师的舅舅艾斯库和牛顿的老师史托克，似乎看到了牛顿孤单的外表下面潜在的东西，就努力说服牛顿的母亲，把他送到了剑桥大学三一学院，这也是艾斯库曾经就读的学校。这时的牛顿已经18岁了。

在剑桥大学，牛顿吸收了学校所教的古典著作和思想，包括亚里士多德的满是错误的定性物理，以及欧几里得的几何。除了冷漠，他无异于其他同学。然而没人知道，临近毕业时，牛顿已经精通了当时学校还鲜有触及的哥白尼、开普勒、伽利略、笛卡儿的最新成就，并开始超越。向未经探索的领域推进了。但他将这一切都收藏在笔记本里，从不张扬且终生如此，用他写在第一个笔记本上的座右铭来形容似乎再恰当不过：真理是我最好的朋友。但是他这种谨慎的低调后来也给他添了不少的麻烦。

1665年8月，一场瘟疫袭击了伦敦，为了避难，剑桥大学开始无期限地放假，牛顿就回到了他母亲的农场，这里比较偏僻，相对安全。可能是乡下的宁静特别有益于思考，他利用这段难得的闲暇开始整理他的思想，在以后的18个月中，他竟然在不同的领域都获得了极为深刻的发现，数学微积分的发明，对光和颜色的研究，三大运动定律和万有引力定律的发现，这些革命性的工作，都是牛顿独立完成的。以至于有学者把这段时间称为是科学史上的“神奇年代”。

初期，牛顿先是牛刀小试，在数学上研究出二项式定理，使之成为微积分早期级数研究的得力工具，接下来，牛顿在不到一年的时间内，就将他前期的积累转化成了微分学和积分学。微积分的发明是数学史上罕有的伟大成就，意义非凡，它使数学从常量时代进入到变量时代，从而极大地促进了科学的研究和发展，牛顿发明微积分后，并没有急于发表，而是首先用于证明他所发现的万有引力定律。但是德国的数学家莱布尼茨后来也独立地发明了微积分，并且立即出版，这让牛顿坐不住了，由此引发了两人旷日持久的关于微积分发明权的一场争战。这场争战不仅惨烈而且壮观，两人的朋友和学生都身陷其中，连两国的皇室和外交官也卷了进来，毕竟这也关乎国家的荣誉。最终的结果还算公允，大家公认牛顿和莱布尼茨都是独立发明了微积分，两个人应该平分秋色，共享发明权。

回到家乡的第二年，牛顿的微积分研究尚在朦胧之中时，他却首先在光学上有了意外的重大发现。有一天，他在一个市场闲逛，见到一对三棱镜，出于好奇就买下了。回家后，按照他自己的说法：“……我把房间弄得很暗，在百叶窗上开一个小洞，让适量的阳光照射进来，把我的棱镜放在光线进入处，光线就透过棱镜折射到对面的墙上。一开始这是件很愉快的消遣。”或许，当初牛顿就是为了消遣，就像小时候扎个风筝、做个水钟一样。但是后来的结果让牛顿大感意外：折射到墙上的光线竟然变成了美丽的七色光：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。后来，他又拿一个开有狭缝的挡板，只让一种颜色的光(譬如红色的光线)通过狭缝，射在第二个棱镜上，而通过第二个棱镜折射后的光线则仍然只是这种颜色。这次不经意间的消遣让牛顿发现了光的重大秘密，原来普通的光是由七种颜色的光组合成的。后来，他又用实验将这些不同颜色的光合成还原为普通光，进一步证实了普通光的结构组成。

牛顿在家乡时最有意义的发现是万有引力，据说是牛顿看到苹果落地引发的。苹果熟了从树上落到地上。这是一个再平常不过的事情。没人会对此产生疑问。牛顿却想：苹果为什么是向下掉落而不能飞向天空?渐渐地牛顿明白了，苹果落地和月亮绕着地球转，看似没有任何关系的两件事儿，却都是因为受到了地球的吸引。最终，牛顿将这点微不足道的观察逐渐放大成万有引力定律。这个定律，成了后来卫星上天、飞船登月的基石。

1667年牛顿又回到了剑桥大学，这时的牛顿可谓是“士别三日当刮目相看”。他不仅顺利毕业，拿到硕士学位，并留校任教，两年后就成了剑桥大学最年轻的教授。这些得益于他回到剑桥大学后就公开了他对光的研究，但其他的研究还是秘而不宣，可能他认为还不够成熟吧。更让他名声远播的是于1668年改造的反射式望远镜。不仅比伽利略的折射式的更小巧，而且更好用。现在在英国皇家学会还珍藏着一架牛顿亲手为英国皇室制作的望远镜，上面标有“牛顿爵士亲手制作”的字样。这一贡献很快就让他获得了英国皇家学会会员的殊荣，当时他还不足30岁。

(未完待续)

4.科学家牛顿篇四

我给大家推荐一本书《影响孩子一生的世界大科学家——牛顿》。

牛顿小时很不幸，在他还没出生时，他的爸爸就因为肺炎去世了，妈妈因悲伤过度，还没到日子，就提前生下了牛顿。

虽然家庭条件不算好，但是他依然对自然界的许多东西有着浓厚的兴趣。

有一天，牛顿在回家的路上看见一辆漂亮的马车急驰而过。“如果我也有一辆马车，那该多好！”牛顿望着马车远去的背影，羡慕不已，是啊，有一辆自己的马车，这是他从小的梦想。突然，一个大胆的念头闪过他的脑际：“嘿，我可以自己造一辆马车呀！”这个大胆的`念头让他激动了，他立即飞奔回家，丢下书包，钻进了自己的阁楼，造起马车来。

一天，外婆发现牛顿一个人跑出了院子，有些着急，一边喊着他的名字，一边追了出来，她到处也没找到牛顿的影子，直到有个小孩告诉她：“牛顿在池塘边趴着呢！”“趴在那里干什么，莫非肚子疼？”外婆赶紧跑了过去，看到牛顿正静静的趴在池塘边的草丛里全神贯注的注视着什么。外婆问牛顿：“你在干什么？”牛顿抬起头，满脸惊喜：“外婆，您快看呀！”外婆顺着牛顿的手指望着平静的水面，什么也没看见。牛顿指了指：“您看那里，那些黑色的小虫在水里划来划去，动作多快！”外婆不在意地说：“噢，这叫豉虫，它这是在游水哩！”牛顿晃晃头：“不，不是在游水，是在做水上表演，你瞧，它们的六只脚一起站在水面上，可以只把水面压下去一个一个的小坑，多神奇呀，它们为什么不会沉下去呢？我也能站在水面上吗？”说着，牛顿就想跳下去试试。外婆一把拉住牛顿：“孩子，这可万万使不得，万一掉进水里就没命了，快跟我回家吧！”

你们知道吗？其实，大科学家小时候也和我们一样爱玩，爱幻想，爱问许多奇怪的问题，大人们根本理解不了。

5.科学家牛顿篇五

论牛顿“警惕形而上学”的告诫在科学哲学上的意义

近代自然科学要建立自己的大厦必须要与以亚里士多德为代表的“形而上学”决裂，建立适应自己生存和发展的科学思想和科学方法。其中十分重要的是牛顿所告诫的“物理学，要警惕形而上学啊!”。这一告诫对于摆脱以往哲学的钳制，建立近代物理学，以至全部近代科学有重要的.意义。

作者：张子文作者单位：内蒙古工业大学电力学院刊名：内蒙古工业大学学报(社会科学版)英文刊名：JOURNAL OF INNER MONGOLIA POLYTECHNIC UNIVERSITY(SOCIAL SCIENCES EDITION)年，卷(期)：10(1)分类号：N09关键词：亚里士多德形而上学牛顿科学哲学

6.牛顿故事篇六

少年时代的牛顿发现苹果落地。牛顿，1642年12月25日生于英国林肯郡伍尔索普村的一个农民家庭。12岁他在格兰撒姆的公立学校读书时，就表现了对实验和机械发明的浓厚兴趣，自己动手制作了水钟、风磨和日晷等。苹果落地引起他的注意是偶然的。一个炎热的中午，小牛顿在他母亲的农场里休息，正在这时，一个熟透了的苹果落下来，这个苹果不偏不倚，正好打在牛顿头上。牛顿想：苹果为什么不向上跑而向下落呢？他问他的妈妈，他妈妈也不能解释。大凡科学家都保留一颗童心，牛顿更不例外，当他长大成了物理学家后，他联想到了少年的“苹果落地”故事，可能是地球某种力量吸引了苹果掉下来。于是，牛顿发现了万有引力

钱学森的故事

钱学森是我国最伟大的科学家之一。他在美国的时候就已经是引领科学发展的有知名度的科学家，但是当他得知新中国建立，人民当家做主的时候，他毅然决然地要回到祖国的怀抱，为祖国的建设作贡献。为此，他作了不懈的斗争，并且在党和国家的关怀下于1955年回到了祖**亲的怀抱。钱老回国后，为新中国的事业作出了巨大的贡献，特别是国防事业，是任何人所不可替代的。我们要学习钱老的爱国精神、科研精神。篇二：牛顿的小故事

牛顿小时候的故事、关于牛顿的小故事：牛顿的小学经历！牛顿5岁上小学，那时的小学是私人办的，带有私塾性质，而且是一种教鞭教育。学校请了一男一女两教师分别教孩子们的文法和算术。孩子们稍有不听话，或者回答不出问题，就要挨打。

牛顿，伟大的英国物理学家。1661年，就读于剑桥大学的三一学院。1669年，年仅27岁，就担任剑桥的数学教授。1672年当选为英国皇家学会会员。1685～1687年，在天文学家哈雷的鼓励和赞助下，牛顿发表了著名的《自然哲学的数学原理》，完成了具有历史意义的发现——运动定律和万有引力定律，对近代自然科学的发展，作出了重大贡献。1703年，当选为英国皇家学会会长。

牛顿不仅对于力学，在其他方面也有很大贡献。在数学方面，他发现了二项式定理，创立了微积分学；在光学方面，进行了太阳光的色散实验，证明了白光是由单色光复合而成的，研究了颜色的理论，还发明了反射望远镜。可是就是这样一个伟大的牛顿，小时候竟被人称为“呆子”。要不是外婆、母亲、舅舅的赏识，他可能永远都是一个笨小孩。

牛顿5岁上小学，那时的小学是私人办的，带有私塾性质，而且是一种教鞭教育。学校请了一男一女两教师分别教孩子们的文法和算术。孩子们稍有不听话，或者回答不出问题，就要挨打。特别是那位穿着黑色长袍的男教师，像个神父一样，一脸的严肃，讲话时一点表情都没有，动辄发怒，教鞭打在讲台上啪啪直响。孩子们个个感到害怕，一上他的课，就神经紧张。牛顿最怕上他的课，他怕听他的大声吼叫和教鞭拍打讲台的声音，所以总是低着头，眼睛不敢望着他。越是这样，越是被叫起来回答问题。那一天，是新生入学第一堂算术课，老师拿了一根粗粗的教鞭，不停地拍打桌子以镇住这些刚进学堂的毛孩子。“伊萨克?牛顿，你站起来回答，一加二等于几?”

平时，外婆教过牛顿初步的算术，在制作小箱子、小桌子时也遇到过简单的加加减减，牛顿觉得这样的问题太简单。但他性格太过于内向，平常很少与人交往，说话更少，在这么多人面前站起来讲话是从未经过的，就不由得紧张起来。心里一急，便忘了该怎样回答，张口结舌了一会儿，好不容易憋出个“二”，立刻就听到哄堂大笑，接着是“噼噼啪啪”的教鞭拍打桌子的声音。牛顿又战战兢兢地答道：“是??是三。” “到底是二还是三?”

“这么简单的问题都答不上来，你还来上什么学。过来，脸朝那一边站好。”老师一边挥动着教鞭，一边走过来，拉起牛顿，让他在讲台边上罚站。顿时，牛顿感到血液像火一样往上直蹿，脸刹那间变红了。屈辱、自卑感像尖锐的刺扎痛了牛顿幼小的心灵。牛顿嘴唇颤抖着，却说不出一句话。牛顿噙在眼里的泪止不住地落了下来，心里感到十分委屈，却听到老师奚落的话语：“嚯，你怎么这么懦弱，这么容易掉眼泪，真没用。”接着又响起不少男同学的附和声音。

经过这件事以后，牛顿每次上课都很紧张，老师讲的东西一句都没有听清楚，也听不懂，所以每次回答问题都是结结巴巴的，前言不搭后语，老师也听不懂。对牛顿的提问，差不多都是以牛顿遭受一通大声训斥或打手心而告终。学校的这种环境使他愈来愈厌恶上学，越是不想上学就成绩越差，成绩越差就越被老师训斥和同学们讥笑。

牛顿经常被列入差等生的行列。虽然人们非常关心、同情这个可怜的孩子，可是，同学们却常常歧视他，有的甚至还欺负他。牛顿在学校里不知听了多少讥讽的话语，也不知挨了多少次同学的拳打。同学们还给牛顿起了一个绰号：呆子!一些调皮的孩子常常拿他开玩笑，搞恶作剧。

牛顿的那种孤独内向的性格本来是个缺点，但是和对大自然无限热爱的天性结合起来，缺点变成了优点——他总有一种探究自然奥秘的欲望。牛顿最开心的时候是他放学之后。这个时候他可以想做什么就做什么，不必按照别人的规定去想去说去做。只有这个时候，他是自由的、自在的。他有时连书包都不放便径直到河边树丛里去玩，去观赏大自然和遐想。有时一进屋就扔下书包开始做他心爱的木工活。随着年龄的增大，他所做的东西也开始复杂了。由开始做小桌子小凳子小箱子等这些模仿性的东西，到逐渐做一些带有设计性的东西。煮怀表牛顿从事科学研究时非常专心，时常忘却生活中的小事。有一次，给牛顿做饭的老太太有事要出去，就把鸡蛋放在桌子上说：“先生！我出去买东西，请您自己煮个鸡蛋吃吧，水已经在烧了！”

正在聚精会神地计算的牛顿，头也不抬地“嗯”了一声。老保姆回来以后问牛顿煮了鸡蛋没有，牛顿头也没抬地说：“煮了！”老太太掀开锅盖一看，惊呆了：锅里居然煮了一块怀表，鸡蛋却还在原地放着。原来牛顿忙于计算，胡乱把怀表扔到了锅里。吹肥皂泡的疯老头

牛顿搬进一幢新楼以后，开始研究光线在薄面上是怎样反射的。他每天都在读书、思考。早上起床穿衣服，突然想到了研究中的问题，他就像被定身法定住了一样，呆住了，然后开始实验或工作，所以他时常穿错了袜子或者在夏天穿上秋天的衣服。

“太阳光是最好的光源，肥皂泡是最理想的薄面，太阳光照到上面，它为什么会变得五颜六色呢？”牛顿的脑子里翻江倒海了。他提着一桶肥皂水走到院子里，吹起了肥皂泡。你看，他那两只眼睛直盯着飘来飘去的肥皂泡，一个泡破了，接着又吹一个，从太阳一出来他就吹，一吹就是几个小时。邻居家的小孩子从楼窗上伸出头来，冲他叫：“疯老头！你一只脚没穿袜子！”邻居家的老太太摇着头：“老小，老小，老了倒成了孩子！”

后来人们知道了这疯老头就是英国皇家学会的研究员，他吹肥皂泡是在研究学问，不禁对他肃然起敬了。实验室的酒肉

牛顿最喜欢的地方就是实验室。他很少在两三点钟以前睡觉，有时整天整夜守在实验室里。为他做饭的保姆只好把饭菜放在外间屋的桌子上。

有一次，牛顿的一位朋友来看他，在实验室外面等了他好久，肚子饿了就独自把桌上的烤鸡吃了，不辞而别。过了好长时间，牛顿的实验告一段落，他才觉出肚子咕咕在叫，赶快跑出来吃鸡。他看到盘子里啃剩下的鸡骨头，居然对助手说：“哈哈，我还以为我还没吃饭哩，原来已经吃过了呀！”

还有一回，一个好朋友请牛顿吃饭，一边吃饭一边议论科学问题。饭吃到一半的时候，牛顿站起来说：“对了，还有好酒呢，我去取来咱们一起喝。”说完就向实验室跑去，一去就不回来了。朋友追过去一看，牛顿又摆弄上他的实验了。原来牛顿在取酒的路上忽然想出了一个新的实验方法，居然将取酒的事忘得一干二净了。

牛顿的这种轶事岂止三件，它说明牛顿酷爱科学，把自己的一切都献给了科学。正是因为牛顿有这种为科学献身的奋斗精神，他才能总结出牛顿三定律，对人类的进步做出了卓越的贡献。牛顿病逝以后，英国政府在他的墓碑上镌刻了墓志铭，最后一段是：让人类欢呼/曾经存在过这样伟大的/一位人类之光有道是： “自然和自然规律隐藏在黑暗中，上帝说，让牛顿来，一切都明亮了。” 或者说： “道法自然，久藏玄冥。天降牛顿，万物生明。”篇三：牛顿的故事

1、牛顿的故事

牛顿一人在家中的果园中，由于边走路边思考问题，无意间撞到园中的苹果树，这时一个苹果正好砸在牛顿的头上。牛顿突然从问题中醒悟过来，捡起了苹果，这时他又陷入一个问题：为什么苹果会落到地上，而不是飘上天空。最终牛顿提出一个最简单的现象产生的举世定律：万有引力.一天，保姆要出去，临走前叮嘱牛顿：“我有事，先出去下，肚子饿了去煮鸡蛋吃，我烧好水了。”保姆回来发现牛顿把一块怀表拿去煮了。而牛顿却在研究发明。这个故事告诉我们不要太投入一件事，该收手时就收手。

2、爱迪生的故事

1862年8月，一天早晨，爱迪生正在某个小车站上卖报。猛一抬头，只见一个三四岁的小男孩蹲在铁轨旁玩石子，一列货车正朝他飞驰而来。爱迪生“哎呀”一声，扔下报纸，奋不顾身地冲下站台，一把抢出小孩。这时候，火车擦着他的耳朵呼啸而过。好险哪！爱迪生抱着小男孩摔倒在铁轨旁，他的脸和手被划破了，然而，孩子得救了。

小男孩的爸爸叫麦肯基，是这个站的站长，他是一位优秀的报务员。麦肯基亲眼看到这惊险的场面，感动得话都说不连贯了：“谢„„谢谢，谢谢你救„„救了我的孩子！”

爱迪生却毫不在意地笑了笑，他从地上捡起报纸，拍打拍打身上的灰土，登上火车就走了。第二天，当爱迪生乘坐的火车进站的时候，麦肯基早已在站台上等候着了。他十分诚恳地对爱迪生说：“我没有什么可以酬谢你的。听说你对电报很有兴趣，要是你愿意，我可以教你收发报技术，使你成为一名报务员。”这番话正说在小爱迪生的心坎上。他高兴地接受了麦肯基的好意，跟着他学习收发电报的技术。爱迪生学习很专心，进步很快。才三个月的工夫，他收发电报的技术已经很熟练，麦肯基推荐他担任了火车站的报务员工作，这次非常意外的学习机会，为爱迪生以后进行的伟大发明，奠定了良好的基础。

3、综合科学家故事

伟大的天文学家哥白尼在中学时代，听说可以用太阳的影子来确定时间，这个仪器的名子叫日晷。他很好奇，就找老师问了日晷的原理，回家找了些废旧材料，很快就做出来啦。他利用自己做出来的日晷，研究太阳和地球的运动规律。哥白尼长大后，提出了著名的“日新说”，推翻了过去一直认为是太阳绕地球转“地心说”的错误说法。

伟大的化学家罗蒙诺索夫，出生在一个渔民家庭，从小随父亲到海上打鱼。他对大海发生的所有自然现象都感兴趣。出海时，回到家里，罗蒙诺索夫总是要问父亲许多问题。“为什么夏季傍晚海面会出现光亮的水纹？”“为什么冬夜天空会出现绚丽的北极光？”“为什么海水每天两起两落？”

爱迪生小时候对什么都感兴趣。对自己不了解的事情总想试一试，弄个明白。有一次他看见花园的篱笆边有一个野蜂窝，感到很奇怪，就用棍子去拨，想看个究竟，结果脸被野蜂蜇得肿了起来，他还是不甘心，非看清楚蜂窝的构造才行。爱迪生后来成了举世闻名的大发明家。大动物行为学家古多尔曾经说过：闷热的鸡窝常常和我们儿童时代的回忆交织在一起。小时候，我曾钻进鸡窝一直呆了五个钟头，为的是要看看母鸡究竟是怎么下蛋的。我国伟大的地质学家李四光小时候常常一个人靠着家乡的一些来历不明的石头出奇的遐想，好奇的自问，为什么这里会出现这些孤零零的巨石？它们是借助什么力量到这儿来的。后来李四光走遍了全中国山川河流，作了大量的考察与研究，终于断定这些怪石是冰川的浮砾，是第四纪冰川的遗迹。纠正了国外学者断定中国没有第四纪冰川的错误理论。

伟大的物理学家牛顿小时候看到苹果熟了，掉下来很好奇，他想，地球上的东西，失去了支持后为什么都掉到地上来，而不会向其它方向掉呢？后来，他终于发现了万有引力定律。

4、爱迪生故事童年时期

爱迪生在1847年2月11日一个风雪中的凌晨三点钟诞生了，爸爸还把他带到街上去向别人夸耀，大家都叫他阿尔，小时候的爱迪生很爱发问，常常问一些奇怪的问题让人觉得很烦，家人也好，路上的行人也好，都是他发问题的对象，如果他对于大人的答复感到不满时就会亲自去实验，例如有一次阿尔看到了一只母鸡在孵蛋，他就问妈妈为什么母鸡总是成天坐在那里呢？妈妈就告诉他母鸡在孵蛋，阿尔便想如果母鸡可以那我也一定可以，过了几天爸爸妈妈发现阿尔一直蹲在木料房里，不知道在做什么，当家人发现阿尔在孵蛋的时候每个人都捧腹大笑了起来。八岁的时候阿尔去上小学了，可是他只上三个月的课就退学了，阿尔在上课的时候，妈妈常被叫到学校去跟老师说话，这是因为阿尔常常提出一些老师认为很奇怪的问题，老师认为他是一个低能儿童，于是妈妈就决定自己来教导阿尔，并决心把阿尔教成一位伟大的天才，就这样阿尔便开始了他的自学课程，阿尔被妈妈教的很好，后来阿尔也得到了允许，可以在地下室里设置一个实验室，为了不让别人乱动他的实验品阿尔还想出妙计，就是在每一个实验品的瓶子上贴上毒药标签。十二岁的一个早晨，阿尔突然对妈妈说妈妈我想去卖报纸好不好？妈妈听了之后下吓一大跳，爸爸听了也很生气，可是经过了阿尔再三的请求他的父母终于同意了，他高兴的跑到铁路公司，也获得了在火车上卖报的允许，从休轮港到底特律有一百公里的路程，阿尔在车上当了几个月的报童后，他在底特律开了两家店，其中一家是卖杂志的，另一家是卖蔬菜、水果、奶油等，他也雇用了两个少年帮忙看店，并约定和他们分享红利，不久铁路通又增加了一班车，阿尔便派一位报童随车贩卖，就这样一个十二岁的报童已经不知不觉得成为了一个少年资本家。流浪的岁月

另一次爱迪生丢掉工作，是因为把发明用在不对的地方 — 当时他在铁路局担任晚班的报务员，铁路局规定，晚上九点以后，为避免工作人员偷懒睡觉，报务员需每一小时发一次讯号给车务中心。于是爱迪生便自制一台自动定时发报机，这东西使爱迪生成为全局里最准时，最可靠的发报员。但是，在一次查勤中，车务主任发现了正在睡觉的爱迪生，和这台巧妙的机器，虽然主任很欣赏他的天分，但是铁路局需要的是一个老实安分的人，而不是一个发明家，所以，爱迪生又被炒鱿鱼了!21岁以前，爱迪生可以说是经常换工作，周游于一些电信，电报公司，直到他来到纽约，靠着对机械的了解，和优良的维修技术，慢慢的闯出了名声，成立了自己的工程公司，专门制造和改良一些事务机器，例如：黄金行情显示器，股票行情显示器，金价印刷机等商用机器，同时研发，承制各种科学仪器。门罗公园的鬼才1876年，爱迪生在纽约南方的「门罗公园」，成立了他的实验发明中心，就是我们一般所说的「爱迪生发明工厂」。这里拥有精密的设备仪器，还有一批才华卓越的各类专家。1876年到1887年间，这一群以爱迪生为首的科学家，在这里进行系统的，复杂的，品类繁多的科学研发工作。如果把爱迪生在门罗公园的创造发明，列成一张表格，恐怕那张表格会从桌上一直延伸到地板上，里面的项目很多是我们陌生难懂的，但是也有很多与我们的生活息息相关。青年发明家

有一天爱迪生听到了一个好消息，这消息就是南美洲在招募电信技工，可是当他们要去南美洲的时候，有一位老伯伯告诉他们那里并不好，所以去南美洲的念头就消失了，于是他又回到故乡休轮港，在流浪的这段期间爱迪生也是一直的努力读书、做实验、研究和工作，为他以后的发明奠定了一个良好的基础。爱迪生在回家的那段期间，好朋友亚当斯在波斯顿帮他找到了一份电信技工的工作，在那里爱迪生发明了自动表决机，是爱迪生第一个获得专利权的发明，自动表决机是一个有绿色和红色按钮的机器只要按一下绿色的按钮就表示“对”，红色的按钮就表示“不对”，机器完成之后他便跑到华盛顿去实验这部机器，到了华盛顿以后实验的成果是很好，但是委员们还是告诉爱迪生这部机器不怎么实用，坐在归途的火车上，他一面思想着“发明家脑子里想出来的发明多半是不实用的，只有从社会需要自然产生出来的发明才有意义。”爱迪生的第一个发明，虽然就这样失败了，却给了爱迪生一个宝贵的教训，以后他之所以能成为一个成功发明家，都得力于此时所建立的方针。

5、国家最高科学技术奖获得者——吴文俊

如果不是亲眼所见，你也许无法想象眼前这位鹤发童颜、乐观开朗的老先生，就是年逾8旬的著名数学家：步履矫健，连小伙子有时都赶不上；思维敏捷，稍不留神就跟不上他的思绪。2001年2月19日，82岁的吴文俊从国家主席江泽民手中接过国家最高科学技术奖证书，这位平时十分低调的科学家顷刻间成为举世瞩目的新闻人物。

1）虽然是杰出的数学家，但吴文俊小时候却喜欢看历史书籍，对数学并没有多大兴趣。在大学二年级时还曾一度对数学失去兴趣，甚至想辍学不念，是一位姓武的老师的精彩课程，改变了他对数学的看法。大学三四年级时的刻苦钻研，更使他打下了现代数学的基础。大学毕业后正值抗日战争，吴文俊在中学默默任教了5年。此后，和数学大师陈省身的结识，使他走上了拓扑学研究之路，并以自己的天才和功力很快在这一领域崭露头角，一发不可收拾。半个世纪里，在拓扑学、数学机械化和中国数学史等方面做出了开创性的世界级贡献。他的成就奇迹般地大大缩短了中国近代数学与国际间的差距，大长了中国人的志气。

位于中关村腹地的吴文俊的家，朴实无华，五个居室里几乎摆满了书。古今中外的书包围着一张陈旧的藤椅、一张斑剥的书桌和两台电脑，这就是吴文俊的工作间。吴文俊78岁的老伴陈丕和捧出了一叠获奖证书：首届香港求是科技基金会杰出科学家奖、陈嘉庚数理科学奖、第三世界科学院数学奖„„“这次是他第8次获大奖了”。“梅花香自苦寒来。”携手走过近半个世纪的风风雨雨，陈丕和最了解吴文俊，淡淡数语，仿佛是他一生最好的注解，“他是一个搞学问的人，一心只搞学问。”

剑兰、龟背竹„„盎然的绿色使房间里充满了温馨和暖意。五六十年代添置的红木家具虽然显得陈旧，但图案依旧精美，见证着这个家庭的风霜雪雨，见证着吴先生的攀登科学之路：即使在六七十年代，受到冲击的吴文俊仍然抓紧时间从事科研。科学的思维从未停止过，创新的脚步也从未停歇过。

2）在吴文俊的学生、中科院数学机械化研究中心主任高小山的眼里，“吴先生是一位典型的科学家，是创新的典范，他善于抓住问题的本质。我们尊重他不仅仅是因为他年长，更因为他的人品，因为他的学问。”

早在半个世纪前，吴先生就把世界范围内基本上陷入困境的拓扑学研究继续推进。45年前的1956年，37岁的吴文俊因其在拓扑学上的杰出成就，与华罗庚、钱学森一起获得当时的“最高科技奖”——国家自然科学一等奖，第二年他成为了当时最年轻的中国科学院学部委员（院士）。

6、鲁班的故事

鲁班家世世代代都是工匠。在这个劳动家庭里，他从小就学会了多种手艺，例如盖房子、造桥、制造机器等。

7.牛顿环实验的仿真研究篇七

光学理论中的等厚干涉部分, 由于其理论的复杂性和知识的抽象性, 一直都是师生们教与学的难点。因此, 可以利用计算机辅助教学来提高这部分内容的教和学效果[1,2]。根据光的干涉理论, 应用MATLAB软件编程, 模拟了牛顿环实验光强分布图形, 通过改变凸透镜的曲率半径、入射波长、介质折射率和介质薄膜厚度等参数, 观察到干涉条纹的相应变化[3,4]。这种计算机仿真方法扩展了等厚干涉问题的研究途径与方法, 具有一定的应用价值, 尤其对于教学具有直观作用。

1 基本原理

牛顿环干涉是一种分振幅的等厚干涉现象, 两列相干光在某点P处叠加, 合成光强分布为,

$Ι = Ι_{1} + Ι_{2} + 2 \sqrt{Ι_{1} Ι_{2}} \cos δ (1)$

式 (1) 中, I1 、I2 为两列光波到达P点时的光强, δ为两列光波的相位差。若入射光为波长λ的单色光, 并考虑半波损失, 由图1可得两束光的相位差为,

$δ = \frac{2 π}{λ} [2 n (d + e) + \frac{λ}{2}] (2)$

式 (2) 中, n为介质的折射率, (d+e) 为介质薄膜的厚度, 其中d由图1的几何关系可得[5,6],

$d \approx \frac{r^{2}}{2 R} (3)$

式 (3) 中, r为干涉条纹的半径, R为透镜的曲率半径。将式 (3) 代入式 (2) , 由干涉条件可得各级干涉暗环的半径为,

$r_{k} = \sqrt{\frac{k R λ}{n} - 2 e R} (4)$

由于两列相干光光强接近, 故可近似地认为I1=I2=I0。因此可导出透镜上任一点P所对应的光强为,

$Ι = 4 Ι_{0} \sin^{2} (\frac{r^{2} n π}{R λ} + \frac{2 π e}{λ}) (5)$

2 仿真研究

设凸透镜的曲率半径R=1.5m, 入射波长λ=632.8nm, 介质折射率n=1, 薄膜厚度e=0, 逐一改变上述参数, 可以得到等厚干涉条纹强度的各种变化情况。

2.1 凸透镜曲率半径对干涉条纹的影响

改变凸透镜的曲率半径R, 可以得到不同干涉图样, 如图2 (a) - (c) 所示, 其凸透镜的曲率半径分别为0.5m、1.5m和3m, 从系列的图中可以看出, 随着凸透镜的曲率半径的增加, 条纹逐渐的变疏, 中间黑斑也逐渐变大, 其原因由式 (4) 可知 (e=0) , 随着R的增大, 各级干涉条文半径也随之增大, 在相同的区域, 能显示的条纹级数变少。

2.2 波长对干涉条纹的影响

改变入射波长λ, 可以得到不同干涉图样, 如图3 (a) - (c) 所示, 其入射波长分别为380nm、632.8nm和780nm, 从系列的图中可以看出, 随着入射波长的增加, 条纹逐渐的变疏, 中间黑斑也逐渐变大, 其原因同样由式 (4) 可知 (e=0) , 随着λ的增大, 各级干涉条文半径也随之增大, 在相同的区域, 能显示的条纹级数变少。

2.3 介质折射率对干涉条纹的影响

改变介质的折射率n, 可以得到不同干涉图样, 如图4 (a) - (c) 所示, 其折射率分别为1 (空气) 、1.33 (水) 和1.65 (液溴) , 从系列的图中可以看出, 随着介质折射率的增加, 条纹逐渐的变密, 中间黑斑也逐渐变小, 其原因由式 (4) 可知 (e=0) , 随着n的增大, 各级干涉条文半径也随之变小, 在相同的区域, 能显示的条纹级数增多。

2.4 空气薄膜的厚度对干涉条纹的影响

改变空气薄膜的厚度e, 可以得到不同干涉图样, 如图5 (a) - (c) 所示, 其膜厚分别为1μm、3μm和5μm, 从系列的图中可以看出, 随着空气薄膜厚度的增加, 条纹的疏密情况并没有变化, 但中间的暗斑其明暗程度在发生改变, 其原因是随着的e增大, 光程差也在发生变化。

3 结束语

根据光的干涉理论, 应用MATLAB软件编程, 模拟了牛顿环实验光强分布图形, 通过改变凸透镜的曲率半径、入射波长、介质折射率和介质薄膜厚度等参数, 观察到干涉条纹的相应变化, 这种计算机仿真方法扩展了等厚干涉问题的研究途径与方法, 具有一定的应用价值, 尤其对于教学具有直观作用。

参考文献

[1]周党培, 陈业仙.牛顿环实验的计算机仿真[J].四川兵工学报, 2009, 30 (7) :139-141.

[2]张运龙, 谢宇强, 雷雨洁.牛顿环实验的模拟[J].重庆工学院学报, 2005, 19 (5) :135-136.

[3]金逢锡.牛顿环可见度的探讨[J].延边大学学报, 2005, 31 (4) :261-262.

[4]刘海增, 靳晋中.牛顿环现象及其应用[J].郑州轻工业学院学报, 2003, 18 (3) :56-58.

[5]马文蔚.物理学 (下册) [M].北京:高等教育出版社, 2001.

8.牛顿运动定律篇八

解力学类综合题有两大类方法：一是力和运动的方法，即用牛顿运动定律与运动学公式联立求解；二是动量和能量的方法，即用动量守恒定律（如果是系统的合外力为0，优先使用）和动量定理；往往仅用动量来处理是不够的，还必须加入动能定理或能量守恒定律等联立求解，相反亦然.动力学的方法基本只能处理某个时刻或某个位置的情况而不是整体运动情况，用动量和能量的方法就要简便得多，特别是处理变力的问题，因不需要求解中间物理量——加速度.一般的力学综合题可以同时运用这两种方法解答.不管用什么方法，先应该分析清楚物理情景（物体的运动和受力情况），学会使用图象法（受力示意图或运动情景图等）辅助处理问题.

一、重力与弹力

重力：分析物体受力，首先要考虑重力.重力是由于地球吸引而产生的力，方向竖直向下.物体所受的重力与物体的质量及在地球上的位置和纬度有关，与它所处的运动状态、速度的大小无关.在地球上，随地球自转的物体，重力只是地球对物体的万有引力的一个分力.除了在电磁场中可能由于重力与其他力相比很小而不考虑或其他特别说明之外，别的地方必须考虑重力，而且要首先分析.

弹力：发生弹性形变的物体由于要恢复原状，对与它接触的物体产生的作用力.产生条件：①物体间直接接触；②接触处发生弹性形变.只有发生了弹性形变的物体才能产生弹力（初学者往往误认为放在水平面上的物体对水平面有压力是因为重力）.但大部分弹性形变由于太小而不能直接观察，这时如何判断弹力是否存在呢？

例1 如图1所示，一根弹性杆的一端固定一质量为[m]的小球，另一端固定在质量为[M]的物体上，物体[M]又放在倾角为[θ]的斜面上，则（）

A. 若斜面光滑，物体[M]沿斜面自由下滑时，弹性杆对小球[m]的弹力方向竖直向上

B. 若斜面光滑，物体[M]沿斜面自由下滑时，弹性杆对小球[m]的弹力方向垂直于斜面向上

C. 若斜面不光滑，且物体与斜面间的动摩擦因数满足[μ]＞[tanθ]，则弹性杆对小球[m]的弹力方向竖直向上

D. 若斜面不光滑，且物体与斜面间的动摩擦因数满足[μ]＜[tanθ]，则弹性杆对小球[m]的弹力方向可能沿斜面向上

解析若斜面光滑，对小球[m]和物体[M]组成的整体，沿斜面下滑的加速度[a=gsinθ]，如图2-甲所示，此时小球受杆的弹力一定垂直于斜面向上，否则，弹力与重力的合力使小球产生的加速度将会大于或小于[gsinθ]，选项A错误、选项B正确.

若斜面不光滑，且[μ>tanθ]，则小球[m]和物体[M]组成的整体将静止在斜面上，此时小球所受的弹力一定与重力平衡，选项C正确.

若斜面不光滑，且[μ

点拨杆对物体的弹力方向不一定沿杆的方向，而要由物体所处的状态来决定，这就是状态法. 判断力是否存在的常用方法有，①物质法：即找施力物体.②假设法：将该力撤去，看研究对象能否保持原状态，若能，则说明此处力不存在，若不能，则说明力存在.③反证法：由已知运动状态和其他条件，利用平衡条件或牛顿运动定律分析推理.④状态法：假设接触处存在弹力，作出物体的受力图，再根据力和运动的关系判断是否存在弹力：若满足给定的运动状态，则存在弹力，若不满足，则不存在弹力.

二、摩擦力

静摩擦力中的“静”和滑动摩擦力中的“动”都是相对的，指的是与之接触、挤压的物体的相对静止或相对运动，而不一定是物体对地的运行情况.通常所说的运动是以地面为参考系的，而相对运动是以相互接触的另一个物体为参考系，所以摩擦力阻碍的是接触物体之间的相对运动或相对运动趋势，而不一定阻碍物体对地运动，因此它可以是阻力，也可以是动力.

摩擦力的方向与接触面相切，与相对运动或相对运动趋势的方向相反，但可能与物体的运动方向同向、反向或有一定夹角.对于运动趋势，一般解释为要动还未动的状态.没动是因为有静摩擦力存在，阻碍相对运动的产生，使物体间的相对运动表现为一种趋势.

例2 如图3所示，质量分别为[m]和[M]的两物体[P]和[Q]叠放在倾角为[θ]的斜面上，[P]、[Q]之间的动摩擦因数为[μ1]，[Q]与斜面之间的动摩擦因数为[μ2].当两物体从静止开始沿斜面下滑时，它们保持相对静止，则物体[P]所受的摩擦力大小为（）

[A].[0] [B].[μ1mgcosθ]

[C].[μ2mgcosθ][D].[(μ1+μ2)mgcosθ]

解析当两物体[P]和[Q]一起加速下滑时，加速度[a=g(sinθ-μ2cosθ)]，因[P]和[Q]相对静止，它们之间的摩擦力为静摩擦力，不能用[Ff=μFN]求解.对物体[P]，由牛顿第二定律，有 [mgsinθ-Ff=ma]

故 [Ff=μ2mgcosθ]

答案 C

点拨静摩擦力出现在相对静止的物体间.一般相对运动能看出来，但相对静止又有运动趋势却不容易看出来.判断静摩擦力是否存在的方法有，①定义法：根据静摩擦力存在的条件判定，看物体间有没有相对运动趋势，这种情况适用于运动状态很清楚时.②假设法：假设静摩擦力不存在，判断物体将沿哪个方向产生相对运动，则该相对运动的方向就是运动趋势的方向；如果无相对运动，也就无相对运动趋势，静摩擦力就不存在.还可以假设接触面光滑，看物体是否会发生相对运动，若物体仍保持相对静止，则不受静摩擦力，反之则受静摩擦力.③状态法：假设摩擦力存在，根据力和运动的关系看是否满足给定的运动状态，若满足，则存在摩擦力；若不满足，则不存在摩擦力.

三、平行四边形定则

平行四边形定则是力、运动、加速度等所有矢量的合成与分解都遵循的矢量运算的最基本定则.在矢量的合成或分解中，合力与分力，合速度与分速度，既可以用平行四边形表示，也可以用三角形表示，这种方法称为三角形定则.所以说解合成与分解问题，实际上是解三角形问题，利用正弦、余弦定理或相似三角形的知识求解.

在三力的平衡问题中，常根据平衡条件和平行四边形定则，把物体所受的三个力集中到三角形中，求解三角形中的边角关系即得到力之间的关系. 在二力作用下的匀变速直线运动中，也可以把物体受到的两个力与合外力[ma]放到三角形中求解.

例3 如图4所示，把球夹在竖直墙[AC]和木板[BC]之间，不计摩擦. 设球对墙的压力为[FN1]，球对板的压力为[FN2]，则在将板[BC]逐渐放至水平的过程中（）

A. [FN1]和[FN2]都增大

B. [FN1]和[FN2]都减小

C. [FN1]增大，[FN2]减小

D. [FN1]减小，[FN2]增大

解析虽然题目中的[FN1]和[FN2]涉及的是墙和木板的受力情况，但研究对象还是只能取球.在将板[BC]逐渐放至水平的过程中，球时刻处于动态平衡状态，[FN1]和[FN2]都是变力，可以先画开始时刻的受力图，然后再根据力的关系讨论力的变化规律.

方法一：分解法.球所受的重力[G]产生的效果有两个，一是球对墙的压力[FN1]，二是球对板的压力[FN2.]根据这两个效果将其分解，则[F1=FN1]，[F2=FN2]，如图5所示，从动态变化图中不难看出，在板[BC]逐渐放平的过程中，[FN1]的方向保持不变而大小逐渐减小，[FN2]与[G]的夹角逐渐变小，其大小也逐渐减小.

方法二：合成法.由于球处于平衡状态，弹力[FN1]、[FN2]的合力[F]跟重力是一对平衡力，其大小、方向均不变，如图6甲所示，画出力的矢量三角形如图6乙所示，在板[BC]逐渐放平的过程中，除合力[F]恒定外，墙对球的弹力[FN1]的方向也不改变，而[FN2]绕O点为轴顺时针转动，α角逐渐减小到0，可以看出，[FN1]、[FN2]都逐渐减小，当木板水平时，有[FN1=0]，[FN2=G].

方法三：三角形法.由图6乙，有

[FN1＝Ftanα=Gtanα]，[FN2=Fcosα=Gcosα]

由此推出，在[BC]板逐渐放平的过程中，α角减小，[FN1]、[FN2]都逐渐减小.

答案 B

点拨动态平衡问题的处理，往往有多种方法，比如列公式或画图.公式法的局限性比较大，但是在特殊的时候可以起到突出的作用，是必须掌握的.图象法可分为合成法和分解法.如果是三个力使物体平衡，常常使用合成法，即合成其中的两个变力，它们的合力与第三个力等大反向，通过构成的平行四边形或三角形边长（表示力的大小和方向）的变化，得出力的变化.注意有的力并不是单调变化的，可从受力分析入手，抓住变量与不变量的关系，列平衡方程式，或利用矢量三角形法则求解.

四、正交分解法

正交分解法是把一个力分解成两个互相垂直的分力的分解方法，是最常见的分解方法.若研究对象在不共线的两个力作用下做加速运动，一般用平行四边形定则或三角形定则求解；若研究对象在不共线的三个或三个以上的力作用下做加速运动，一般用正交分解法解题.

应用正交分解法的程序：①明确研究对象；②了解运动状态；③进行受力分析；④建立坐标系，将矢量正交分解，建立坐标系仍以方便为原则，分解的矢量越少越好，让尽可能多的矢量落到坐标轴上；⑤列方程.

按照建立坐标系的原则，如果物体受力平衡，有[∑Fx=0∑Fy=0]，如果物体有加速度，有[∑Fx=max∑Fy=may].

例4 如图7所示，将质量为[m]的物体置于倾角为θ的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为[μ]，先用平行于斜面的推力[F1]作用于物体，使其沿斜面匀速上滑.若改用水平推力[F2]作用于物体，也能使物体沿斜面匀速上滑，求两次推力之比[F1F2].

解析第一种情况下，有[F1=mgsinθ＋μmgcosθ]

第二种情况如图8所示，采用正交分解法列出方程，有

[∑Fx=F2cosθ-Ff-mgsinθ=0∑Fy=FN-F2sinθ-mgcosθ=0Ff=μFN]

联立解得

[F2=sinθ+μcosθcosθ-μcosθmg]

则[F1F2=cosθ-μsinθ]

点拨正交分解法多运用在力与运动的问题中，但在处理合力时也可以应用，即先分解再合成的方法.正交分解时，除了分解力，也可以分解加速度.有时为了处理方便，在连接体问题中，可以在一个题目中对不同的研究对象分别沿不同的方向建立坐标系.