牛頓怎麼成為物理學家

Ⅰ 物理學之父牛頓，是如何成為百科全書式的全才的

牛頓，英國乃至世界上著名的物理學家，他的研究發現遍及各個領域，因此被人譽為網路全書式的全才。1687年，他所發表的論文對三大運動定律和萬有引力作出了詳細的描述，而這也為物理學的發展和現代工程學的發展打下了基礎。而萬有引力的發現，還與開普勒行星的運動定律達成了一致，從而為太陽中心說提供了理論證明。由此推動了科學革命的到來，促進西方近代科技的發展。

微積分就這樣，微積分的發明成為了數學界的一個爭論點，但不管怎樣，牛頓在微積分方面確實做出了重大貢獻。除了微積分以外，他還根據萬有引力的原理解釋了潮汐出現的原因，為當時的人們答疑解惑。由此看來，在學術研究方面，牛頓確實為人們留下了許多財富。

Ⅱ 牛頓的簡介

牛頓(IsaacNewton,1643―1727)
英國偉大的物理學家、數學家、天文學家.恩格斯說：「牛頓由於發現了萬有引力定律而創立了天文學,由於進行光的分解而創立了科學的光學,由於創立了二項式定理和無限理論而創立了科學的數學,由於認識了力學的本性而創立了科學的力學.」的確,牛頓在自然科學領域里作了奠基性的貢獻,堪稱科學巨匠.
牛頓出生於英國北部林肯郡的一個農民家庭.1661年考上劍橋大學特里尼蒂學校,1665年畢業,這時正趕上鼠疫,牛頓回家避疫兩年,期間幾乎考慮了他一生中所研究的各個方面,特別是他一生中的幾個重要貢獻：萬有引力定律、經典力學、微積分和光學.
牛頓發現萬有引力定律,建立了經典力學,他用一個公式將宇宙中最大天體的運動和最小粒子的運動統一起來.宇宙變得如羨嘩此清晰：任何一個運動都不是無故發生,都是長長的一系列因果鏈條中的一個狀態、一個環節,是可以精確描述的.人們打破幾千年來神的意志統治世界的思想,開始相信沒有任何東西是智慧所不能確切知道的.相比於他的理論,牛頓更偉大的貢獻是使人們從此開始相信科學.
牛頓是一個遠遠超過那個時代所有人智慧的科學巨人,他對真理的探索是如此痴迷,以至於他的理論成果都是在別人的敦促下才公諸於世的,對牛頓來說創造本身就是最大的樂趣.
回答者：西伯利亞的狼 - 狀元 十四級 5-10 21:56
牛頓簡介
牛頓（Isaac Newton,1643～1727）偉大的物理學兄培行家、天文學家和數學家,經典力學體系的奠基人.
牛頓1643年1月4日（儒略歷1642年12月25日）誕生於英格蘭東部小鎮烏爾斯索普一個自耕農家庭.出生前八九個月父死於肺炎.自小瘦弱,孤僻而倔強.3歲時母親改嫁,由外祖母撫養.11歲時繼父去世,母親又帶3個弟妹回家務農.在不幸的家庭生活中,牛頓小學時成績較差,「除設計機械外沒顯出才華」.
牛頓自小熱愛自然,喜歡動腦動手.8歲時積攢零錢買了錘、鋸來做手工,他特別喜歡刻制日晷,利用圓盤上小棍的投影顯示時刻.傳說他家裡牆角、窗檯上到處都有他刻劃的日晷,他還做了一個日晷放在村中央,被人稱為「牛頓鍾」,一直用到牛頓死後好幾年.他還做過帶踏板的自行車；用小木桶做過滴漏水鍾；放過自做的帶小燈籠的風箏（人們以為是彗星出現）；用小老鼠當動力做了一架磨坊的模型,等等.他觀察自然最生動的例子是15歲時做的第一次實驗：為了計算風力和風速,他選擇狂風時做順風跳躍和逆風跳躍,再量出兩次跳躍的距離差.牛頓在格蘭瑟姆中學讀書時,曾寄住在格蘭瑟姆鎮克拉克葯店,這里更培養了他的科學實驗習慣,因為當時的葯店就是一所化學實驗室.牛頓在自己的筆記中,將自然現象分類整理,包括顏色調配、時鍾、天文、幾何問題等等.這些靈活的學習方中晌法,都為他後來的創造打下了良好基礎. 牛頓曾因家貧停學務農,在這段時間里,他利用一切時間自學.放羊、購物、農閑時,他都手不釋卷,甚至羊吃了別人莊稼,他也不知道.他舅父是一個神父,有一次發現牛頓看的是數學,便支持他繼續上學.1661年6月考人劍橋大學三一學院.作為領取補助金的「減費生」,他必須擔負侍候某些富家子弟的任務.三一學院的巴羅（Isaac Barrow, 1630～1677）教授是當時改革教育方式主持自然科學新講座（盧卡斯講座）的第一任教授,被稱為「歐洲最優秀的學者」,對牛頓特別垂青,引導他讀了許多前人的優秀著作.1664年牛頓經考試被選為巴羅的助手,1665年大學畢業.
在1665～1666年,倫敦流行鼠疫的兩年間,牛頓回到家鄉.這兩年牛頓才華橫溢,作出了多項發明.1667年重返劍橋大學,1668年7月獲碩士學位.1669年巴羅推薦26歲的牛頓繼任盧卡斯講座教授,1672年成為皇家學會會員,1703年成為皇家學會終身會長.1699年就任造幣局局長,1701年他辭去劍橋大學工作,因改革幣制有功,1705年被封為爵士.1727年牛頓逝世於肯辛頓,遺體葬於威斯敏斯特教堂.
牛頓的偉大成就與他的刻苦和勤奮是分不開的.他的助手H.牛頓說過,「他很少在兩、三點前睡覺,有時一直工作到五、六點.春天和秋天經常五、六個星期住在實驗室,直到完成實驗.」他有一種長期堅持不懈集中精力透徹解決某一問題的習慣.他回答人們關於他洞察事物有何訣竅時說：「不斷地沉思」.這正是他的主要特點.對此有許多故事流傳：他年幼時,曾一面牽牛上山,一面看書,到家後才發覺手裡只有一根繩；看書時定時煮雞蛋結果將表和雞蛋一齊煮在鍋里；有一次,他請朋友到家中吃飯,自己卻在實驗室廢寢忘食地工作,再三催促仍不出來,當朋友把一隻雞吃完,留下一堆骨頭在盤中走了以後,牛頓才想起這事,可他看到盤中的骨頭後又恍然大悟地說：「我還以為沒有吃飯,原來我早已吃過了」.
牛頓的成就,恩格斯在《英國狀況十八世紀》中概括得最為完整：「牛頓由於發明了萬有引力定律而創立了科學的天文學,由於進行了光的分解而創立了科學的光學,由於創立了二項式定理和無限理論而創立了科學的數學,由於認識了力的本性而創立了科學的力學」.（牛頓在建立萬有引力定律及經典力學方面的成就詳見本手冊相關條目）,這里著重從數學、光學、哲學（方法論）等方面的成就作一些介紹.
（1）牛頓的數學成就
17世紀以來,原有的幾何和代數已難以解決當時生產和自然科學所提出的許多新問題,例如：如何求出物體的瞬時速度與加速度?如何求曲線的切線及曲線長度（行星路程）、矢徑掃過的面積、極大極小值（如近日點、遠日點、最大射程等）、體積、重心、引力等等；盡管牛頓以前已有對數、解析幾何、無窮級數等成就,但還不能圓滿或普遍地解決這些問題.當時笛卡兒的《幾何學》和瓦里斯的《無窮算術》對牛頓的影響最大.牛頓將古希臘以來求解無窮小問題的種種特殊方法統一為兩類演算法：正流數術（微分）和反流數術（積分）,反映在1669年的《運用無限多項方程》、1671年的《流數術與無窮級數》、1676年的《曲線求積術》三篇論文和《原理》一書中,以及被保存下來的1666年10月他寫的在朋友們中間傳閱的一篇手稿《論流數》中.所謂「流量」就是隨時間而變化的自變數如x、y、s、u等,「流數」就是流量的改變速度即變化率,寫作等.他說的「差率」「變率」就是微分.與此同時,他還在1676年首次公布了他發明的二項式展開定理.牛頓利甩它還發現了其他無窮級數,並用來計算面積、積分、解方程等等.1684年萊布尼茲從對曲線的切線研究中引入了和拉長的S作為微積分符號,從此牛頓創立的微積分學在大陸各國迅速推廣.
微積分的出現,成了數學發展中除幾何與代數以外的另一重要分支——數學分析（牛頓稱之為「藉助於無限多項方程的分析」）,並進一步進進發展為微分幾何、微分方程、變分法等等,這些又反過來促進了理論物理學的發展.例如瑞士J.伯努利曾徵求最速降落曲線的解答,這是變分法的最初始問題,半年內全歐數學家無人能解答.1697年,一天牛頓偶然聽說此事,當天晚上一舉解出,並匿名刊登在《哲學學報》上.伯努利驚異地說：「從這鋒利的爪中我認出了雄獅」.
（2）牛頓在光學上的成就
牛頓的《光學》是他的另一本科學經典著作（1704年）.該書用標副標題是「關於光的反射、折射、拐折和顏色的論文」,集中反映了他的光學成就.
第一篇是幾何光學和顏色理論（棱鏡光譜實驗）.從1663年起,他開始磨製透鏡和自製望遠鏡.在他送交皇家學會的信中報告說：「我在1666年初做了一個三角形的玻璃棱鏡,以便試驗那著名的顏色現象.為此,我弄暗我的房間……」接著詳細敘述了他開小孔、引陽光進行的棱鏡色散實驗.關於光的顏色理論從亞里士多德到笛卡兒都認為白光純潔均勻,乃是光的本色.「色光乃是白光的變種.牛頓細致地注意到陽光不是像過去人們所說的五色而是在紅、黃、綠、藍、紫色之間還有橙、靛青等中間色共七色.奇怪的還有棱鏡分光後形成的不是圓形而是長條橢圓形,接著他又試驗「玻璃的不同厚度部分」、「不同大小的窗孔」、「將棱鏡放在外邊」再通過孔、「玻璃的不平或偶然不規則」等的影響；用兩個棱鏡正倒放置以「消除第一棱鏡的效應」； 取「來自太陽不同部分的光線,看其不同的入射方向會產生什麼樣的影響」；並「計算各色光線的折射率」,「觀察光線經棱鏡後會不會沿曲線運動」；最後才做了「判決性試驗」：在棱鏡所形成的彩色帶中通過屏幕上的小孔取出單色光,再投射到第二棱鏡後,得出核色光的折射率（當時叫「折射程度」）,這樣就得出「白光本身是由折射程度不同的各種彩色光所組成的非勻勻的混合體」.這個驚人的結論推翻了前人的學說,是牛頓細致觀察和多項反復實驗與思考的結果. 在研究這個問題的過程中,牛頓還肯定：不管是伽利略望遠鏡（凹、凸）還是開普勒望遠鏡（兩個凸透鏡）,其結構本身都無法避免物鏡色散引起起的色差.他發現經過仔細研磨後的金屬反射鏡面作為物鏡可放大 30～40倍.1671年他將此鏡送皇家學會保存,至今的巨型天文望遠鏡仍用牛頓式的基本結構.牛頓磨製及拋光精密光學鏡面的方法,至今仍是不少工廠光學加工的主要手段.
《光學》第二篇描述了光照射到疊放的凸透鏡和平面玻璃上的「牛頓環」現象的各種實驗.除產生環的原因他沒有涉及外,他作了現代實驗所能想到的一切實驗,並作了精確測量.他把干涉現象解釋為光行進中的「突發」或「切合」,即周期性的時而突然「易於反射」,時而「易於透射」,他甚至測出這種等間隔的大小,如黃橙色之間有一種色光的突發間隔為 1／89 000英寸（即現今 2 854×10-10米）,正好與現代波長值5 710×10-10米相差一半!
《光學》第三篇是「拐折」（他認為光線被吸收）即衍射、雙折射實驗和他的31個疑問.這些衍射實驗包括頭發絲、刀片、尖劈形單縫形成的單色窄光束「光帶」（今稱衍射圖樣）等10多個實驗.牛頓已經走到了重大發現的大門口卻失之交臂.他的31個疑問極具啟發性,說明牛頓在實驗事實和物理思想成熟前並不先作絕對的肯定.牛頓在《光學》一、二篇中視光為物質流,即由光源發出的速度、大小不同的一群粒子,在雙折射中他假設這些光粒子有方向性且各向異性.由於當時波動說還解釋不了光的直進,他是傾向於粒子說的,但他認為粒子與波都是假定.他甚至認為以太的存在也是沒有根據的.
在流體力學方面,牛頓指出流體粘性阻力與剪切率成正比,這種阻力與液體各部分之間的分離速度成正比,符合這種規律的（如、空氣與水）稱為牛頓流體. 在熱學方面,牛頓的冷卻定律為：當物體表面與周圍形成溫差時,單位時間單位面積上散失的熱量與這一溫差成正比.
在聲學方面,他指出聲速與大氣壓強平方根成正比,與密度平方根成反比.他原來把聲傳播作為等溫過程對待,後來 P.S.拉普拉斯糾正為絕熱過程.
（3）牛頓的哲學思想和科學方法
牛頓在科學上的巨大成就連同他的樸素的唯物主義哲學觀點和一套初具規模的物理學方法論體系,給物理學及整個自然科學的發展,給18世紀的工業革命、社會經濟變革及機械唯物論思潮的發展以巨大影響.這里只簡略勾畫一些輪廓. 牛頓的哲學觀點與他在力學上的奠基性成就是分不開的,一切自然現象他都力圖力學觀點加以解釋,這就形成了牛頓哲學上的自發的唯物主義,同時也導致了機械論的盛行.事實上,牛頓把一切化學、熱、電等現象都看作「與吸引或排斥力有關的事物」.例如他最早闡述了化學親和力,把化學置換反應描述為兩種吸引作用的相互競爭；認為「通過運動或發酵而發熱」；火葯爆炸也是硫磺、炭等粒子相互猛烈撞擊、分解、放熱、膨脹的過程,等等.
這種機械觀,即把一切的物質運動形式都歸為機械運動的觀點,把解釋機械運動問題所必需的絕對時空觀、原子論、由初始條件可以決定以後任何時刻運動狀態的機械決定論、事物發展的因果律等等,作為整個物理學的通用思考模式.可以認為,牛頓是開始比較完整地建立物理因果關系體系的第一人,而因果關系正是經典物理學的基石. 牛頓在科學方法論上的貢獻正如他在物理學特別是力學中的貢獻一樣,不只是創立了某一種或兩種新方法,而是形成了一套研究事物的方法論體系,提出了幾條方法論原理.在牛頓《原理》一書中集中體現了以下幾種科學方法：
①實驗——理論——應用的方法.牛頓在《原理》序言中說：「哲學的全部任務看來就在於從各種運動現象來研究各種自然之力,而後用這些方去論證其他的現象.」科學史家 I.B.Cohen正確地指出,牛頓「主要是將實際世界與其簡化數學表示反復加以比較」.牛頓是從事實驗和歸納實際材料的巨匠,也是將其理論應用於天體、流體、引力等實際問題的能手.
②分析——綜合方法.分析是從整體到部分（如微分、原子觀點）,綜合是從部分到整體（如積分,也包括天與地的綜合、三條運動定律的建立等）.牛頓在《原理》中說過：「在自然科學里,應該像在數學里一樣,在研究困難的事物時,總是應當先用分析的方法,然後才用綜合的方法…….一般地說,從結果到原因,從特殊原因到普遍原因,一直論證到最普遍的原因為止,這就是分析的方法；而綜合的方法則假定原因已找到,並且已經把它們定為原理,再用這些原理去解釋由它們發生的現象,並證明這些解釋的正確性」. ③歸納——演繹方法.上述分析一綜合法與歸納一演繹法是相互結合的.牛頓從觀察和實驗出發.「用歸納法去從中作出普通的結論」,即得到概念和規律,然後用演繹法推演出種種結論,再通過實驗加以檢驗、解釋和預測,這些預言的大部分都在後來得到證實.當時牛頓表述的定律他稱為公理,即表明由歸納法得出的普遍結論,又可用演繹法去推演出其他結論. ④物理——數學方法.牛頓將物理學范圍中的概念和定律都「盡量用數學演出」.愛因斯坦說：「牛頓才第一個成功地找到了一個用公式清楚表述的基礎,從這個基礎出發他用數學的思維,邏輯地、定量地演繹出范圍很廣的現象並且同經驗相符合」,「只有微分定律的形式才能完全滿足近代物理學家對因果性的要求,微分定律的明晰概念是牛頓最偉大的理智成就之一」.牛頓把他的書稱為《自然哲學的數學原理》正好說明這一點.
牛頓的方法論原理集中表述在《原理》第三篇「哲學中的推理法則」中的四條法則中,此處不再轉引.概括起來,可以稱之為簡單性原理（法則1）,因果性原理（法則2）,普遍性原理（法則3）,否證法原理（法則4,無反例證明者即成立）.有人還主張把牛頓在下一段話的思想稱之為結構性原理：「自然哲學的目的在於發現自然界的結構的作用,並且盡可能把它們歸結為一些普遍的法規和一般的定律——用觀察和實驗來建立這些法則,從而導出事物的原因和結果」.
牛頓的哲學思想和方法論體系被愛因斯坦贊為「理論物理學領域中每一工作者的綱領」.這是一個指引著一代一代科學工作者前進的開放的綱領.但牛頓的哲學思想和方法論不可避免地有著明顯的時代局限性和不徹底性,這是科學處於幼年時代的最高成就.牛頓當時只對物質最簡單的機械運動作了初步系統研究,並且把時空、物質絕對化,企圖把粒子說外推到一切領域（如連他自己也不能解釋他所發現的「牛頓環」）,這些都是他的致命傷.牛頓在看到事物的「第一原因」「不一定是機械的」時,提出了「這些事情都是這樣地井井有條……是否好像有一位……無所不在的上帝」的問題,（《光學》,疑問29）,並長期轉到神學的「科學」研究中,費了大量精力.但是,牛頓的歷史局限性和他的歷史成就一樣,都是啟迪後人不斷前進的教材.

Ⅲ 著名物理學家牛頓簡介

我不知道在別人看來，我是什麼樣的人；但在我自己看來，我不過就象是一個在海濱玩耍的小孩，為不時發現比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對於展現在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒有發現。
——牛頓

少年牛頓

1643年1月4日，在英格蘭林肯郡小鎮沃爾索浦的一個自耕農家庭里，牛頓誕生了。牛頓是一個早產兒，出生時只有三磅重，接生婆和他的親人都擔心他能否活下來。誰也沒有料到這個看起來微不足道的小東西會成為了一位震古爍今的科學巨人，並且竟活到了85歲的高齡。

牛頓出生前三個月父親便去世了。在他兩歲時，母親改嫁給一個牧師，把牛頓留在外祖母身邊撫養。11歲時，母親的後夫去世，母親帶著和後夫所生的一子二女回到牛頓身邊。牛頓自幼沉默寡言，性格倔強，這種習性可能來自它的家庭處境。

大約從五歲開始，牛頓被送到公立學校讀書。少年時的牛頓並不是神童，他資質平常，成績一般，但他喜歡讀書，喜歡看一些介紹各種簡單機械模型製作方法的讀物，並從中受到啟發，自己動手製作些奇奇怪怪的小玩意，如風車、木鍾、折疊式提燈等等。

傳說小牛頓把風車的機械原理摸透後，自己製造了一架磨坊的模型，他將老鼠綁在一架有輪子的踏車上，然後在輪子的前面放上一粒玉米，剛好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米，就不斷的跑動，於是輪子不停的轉動；又一次他放風箏時，在繩子上懸掛著小燈，夜間村人看去驚疑是彗星出現；他還製造了一個小水鍾。每天早晨，小水鍾會自動滴水到他的臉上，催他起床。他還喜歡繪畫、雕刻，尤其喜歡刻日晷，家裡牆角、窗檯上到處安放著他刻畫的日晷，用以驗看日影的移動。

牛頓12歲時進了離家不遠的格蘭瑟姆中學。牛頓的母親原希望他成為一個農民，但牛頓本人卻無意於此，而酷愛讀書。隨著年歲的增大，牛頓越發愛好讀書，喜歡沉思，做科學小實驗。他在格蘭瑟姆中學讀書時，曾經寄宿在一位葯劑師家裡，使他受到了化學試驗的熏陶。

牛頓在中學時代學習成績並不出眾，只是愛好讀書，對自然現象由好奇心，例如顏色、日影四季的移動，尤其是幾何學、哥白尼的日心說等等。他還分門別類的記讀書筆記，又喜歡別出心裁的作些小工具、小技巧、小發明、小試驗。

當時英國社會滲透基督教新思想，牛頓家裡有兩位都以神父為職業的親戚，這可能影響牛頓晚年的宗教生活。從這些平凡的環境和活動中，還看不出幼年的牛頓是個才能出眾異於常人的兒童。

後來迫於生活，母親讓牛頓停學在家務農，贍養家庭。但牛頓一有機會便埋首書卷，以至經常忘了幹活。每次，母親叫他同傭人一道上市場，熟悉做交易的生意經時，他便懇求傭人一個人上街，自己則躲在樹叢後看書。有一次，牛頓的舅父起了疑心，就跟蹤牛頓上市鎮去，發現他的外甥伸著腿，躺在草地上，正在聚精會神地鑽研一個數學問題。牛頓的好學精神感動了舅父，於是舅父勸服了母親讓牛頓復學，並鼓勵牛頓上大學讀書。牛頓又重新回到了學校，如飢似渴地汲取著書本上的營養。

求學歲月

1661年，19歲的牛頓以減費生的身份進入劍橋大學三一學院，靠為學院做雜務的收入支付學費，1664年成為獎學金獲得者，1665年獲學士學位。

17世紀中葉，劍橋大學的教育制度還滲透著濃厚的中世紀經院哲學的氣味，當牛頓進入劍橋時，哪裡還在傳授一些經院式課程，如邏輯、古文、語法、古代史、神學等等。兩年後三一學院出現了新氣象，盧卡斯創設了一個獨辟蹊徑的講座，規定講授自然科學知識，如地理、物理、天文和數學課程。

講座的第一任教授伊薩克·巴羅是個博學的科學家。這位學者獨具慧眼，看出了牛頓具有深邃的觀察力、敏銳的理解力。於是將自己的數學知識，包括計算曲線圖形面積的方法，全部傳授給牛頓，並把牛頓引向了近代自然科學的研究領域。

在這段學習過程中，牛頓掌握了算術、三角，讀了開普勒的《光學》，笛卡爾的《幾何學》和《哲學原理》，伽利略的《兩大世界體系的對話》，胡克的《顯微圖集》，還有皇家學會的歷史和早期的哲學學報等。

牛頓在巴羅門下的這段時間，是他學習的關鍵時期。巴羅比牛頓大12歲，精於數學和光學，他對牛頓的才華極為贊賞，認為牛頓的數學才超過自己。後來，牛頓在回憶時說道：「巴羅博士當時講授關於運動學的課程，也許正是這些課程促使我去研究這方面的問題。」

當時，牛頓在數學上很大程度是依靠自學。他學習了歐幾里得的《幾何原本》、笛卡兒的《幾何學》、沃利斯的《無窮算術》、巴羅的《數學講義》及韋達等許多數學家的著作。其中，對牛頓具有決定性影響的要數笛卡兒的《幾何學》和沃利斯的《無窮算術》，它們將牛頓迅速引導到當時數學最前沿～解析幾何與微積分。1664年，牛頓被選為巴羅的助手，第二年，劍橋大學評議會通過了授予牛頓大學學士學位的決定。

1665～1666年嚴重的鼠疫席捲了倫敦，劍橋離倫敦不遠，為恐波及，學校因此而停課，牛頓於1665年6月離校返鄉。

由於牛頓在劍橋受到數學和自然科學的熏陶和培養，對探索自然現象產生濃厚的興趣，家鄉安靜的環境又使得他的思想展翅飛翔。1665～1666年這段短暫的時光成為牛頓科學生涯中的黃金歲月，他在自然科學領域內思潮奔騰，才華迸發，思考前人從未思考過的問題，踏進了前人沒有涉及的領域，創建了前所未有的驚人業績。

1665年初，牛頓創立級數近似法,以及把任意冪的二項式化為一個級數的規則；同年11月，創立正流數法(微分)；次年1月，用三棱鏡研究顏色理論；5月，開始研究反流數法(積分)。這一年內，牛頓開始想到研究重力問題，並想把重力理論推廣到月球的運動軌道上去。他還從開普勒定律中推導出使行星保持在它們的軌道上的力必定與它們到旋轉中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說，說的也是此時發生的軼事。

總之，在家鄉居住的兩年中，牛頓以比此後任何時候更為旺盛的精力從事科學創造，並關心自然哲學問題。他的三大成就：微積分、萬有引力、光學分析的思想都是在這時孕育成形的。可以說此時的牛頓已經開始著手描繪他一生大多數科學創造的藍圖。

1667年復活節後不久，牛頓返回到劍橋大學，10月1日被選為三一學院的仲院侶(初級院委)，翌年3月16日獲得碩士學位，同時成為正院侶(高級院委)。1669年10月27日，巴羅為了提攜牛頓而辭去了教授之職，26歲的牛頓晉升為數學教授，並擔任盧卡斯講座的教授。巴羅為牛頓的科學生涯打通了道路，如果沒有牛頓的舅父和巴羅的幫助，牛頓這匹千里馬可能就不會馳騁在科學的大道上。巴羅讓賢，這在科學史上一直被傳為佳話。

偉大的成就～建立微積分

在牛頓的全部科學貢獻中，數學成就佔有突出的地位。他數學生涯中的第一項創造性成果就是發現了二項式定理。據牛頓本人回憶，他是在1664年和1665年間的冬天，在研讀沃利斯博士的《無窮算術》時，試圖修改他的求圓面積的級數時發現這一定理的。

笛卡爾的解析幾何把描述運動的函數關系和幾何曲線相對應。牛頓在老師巴羅的指導下，在鑽研笛卡爾的解析幾何的基礎上，找到了新的出路。可以把任意時刻的速度看是在微小的時間范圍里的速度的平均值，這就是一個微小的路程和時間間隔的比值，當這個微小的時間間隔縮小到無窮小的時候，就是這一點的准確值。這就是微分的概念。

求微分相當於求時間和路程關系得在某點的切線斜率。一個變速的運動物體在一定時間范圍里走過的路程，可以看作是在微小時間間隔里所走路程的和，這就是積分的概念。求積分相當於求時間和速度關系的曲線下面的面積。牛頓從這些基本概念出發，建立了微積分。

微積分的創立是牛頓最卓越的數學成就。牛頓為解決運動問題，才創立這種和物理概念直接聯系的數學理論的，牛頓稱之為"流數術"。它所處理的一些具體問題，如切線問題、求積問題、瞬時速度問題以及函數的極大和極小值問題等，在牛頓前已經得到人們的研究了。但牛頓超越了前人，他站在了更高的角度，對以往分散的努力加以綜合，將自古希臘以來求解無限小問題的各種技巧統一為兩類普通的演算法——微分和積分，並確立了這兩類運算的互逆關系，從而完成了微積分發明中最關鍵的一步，為近代科學發展提供了最有效的工具，開辟了數學上的一個新紀元。

牛頓沒有及時發表微積分的研究成果，他研究微積分可能比萊布尼茨早一些，但是萊布尼茨所採取的表達形式更加合理，而且關於微積分的著作出版時間也比牛頓早。

在牛頓和萊布尼茨之間，為爭論誰是這門學科的創立者的時候，竟然引起了一場悍然大波，這種爭吵在各自的學生、支持者和數學家中持續了相當長的一段時間，造成了歐洲大陸的數學家和英國數學家的長期對立。英國數學在一個時期里閉關鎖國，囿於民族偏見，過於拘泥在牛頓的「流數術」中停步不前，因而數學發展整整落後了一百年。

應該說，一門科學的創立決不是某一個人的業績，它必定是經過多少人的努力後，在積累了大量成果的基礎上，最後由某個人或幾個人總結完成的。微積分也是這樣，是牛頓和萊布尼茨在前人的基礎上各自獨立的建立起來的。

1707年，牛頓的代數講義經整理後出版，定名為《普遍算術》。他主要討論了代數基礎及其(通過解方程)在解決各類問題中的應用。書中陳述了代數基本概念與基本運算，用大量實例說明了如何將各類問題化為代數方程，同時對方程的根及其性質進行了深入探討，引出了方程論方面的豐碩成果，如，他得出了方程的根與其判別式之間的關系，指出可以利用方程系數確定方程根之冪的和數，即「牛頓冪和公式」。

牛頓對解析幾何與綜合幾何都有貢獻。他在1736年出版的《解析幾何》中引入了曲率中心，給出密切線圓(或稱曲線圓)概念，提出曲率公式及計算曲線的曲率方法。並將自己的許多研究成果總結成專論《三次曲線枚舉》，於1704年發表。此外，他的數學工作還涉及數值分析、概率論和初等數論等眾多領域。

偉大的成就～對光學的三大貢獻

在牛頓以前，墨子、培根、達·芬奇等人都研究過光學現象。反射定律是人們很早就認識的光學定律之一。近代科學興起的時候，伽利略靠望遠鏡發現了「新宇宙」，震驚了世界。荷蘭數學家斯涅爾首先發現了光的折射定律。笛卡爾提出了光的微粒說……

牛頓以及跟他差不多同時代的胡克、惠更斯等人，也象伽利略、笛卡爾等前輩一樣，用極大的興趣和熱情對光學進行研究。1666年，牛頓在家休假期間，得到了三棱鏡，他用來進行了著名的色散試驗。一束太陽光通過三棱鏡後，分解成幾種顏色的光譜帶，牛頓再用一塊帶狹縫的擋板把其他顏色的光擋住，只讓一種顏色的光在通過第二個三棱鏡，結果出來的只是同樣顏色的光。這樣，他就發現了白光是由各種不同顏色的光組成的，這是第一大貢獻。

牛頓為了驗證這個發現，設法把幾種不同的單色光合成白光，並且計算出不同顏色光的折射率，精確地說明了色散現象。揭開了物質的顏色之謎，原來物質的色彩是不同顏色的光在物體上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年，牛頓把自己的研究成果發表在《皇家學會哲學雜志》上，這是他第一次公開發表的論文。

許多人研究光學是為了改進折射望遠鏡。牛頓由於發現了白光的組成，認為折射望遠鏡透鏡的色散現象是無法消除的(後來有人用具有不同折射率的玻璃組成的透鏡消除了色散現象)，就設計和製造了反射望遠鏡。

牛頓不但擅長數學計算，而且能夠自己動手製造各種試驗設備並且作精細實驗。為了製造望遠鏡，他自己設計了研磨拋光機，實驗各種研磨材料。公元1668年，他製成了第一架反射望遠鏡樣機，這是第二大貢獻。公元1671年，牛頓把經過改進得反射望遠鏡獻給了皇家學會，牛頓名聲大震，並被選為皇家學會會員。反射望遠鏡的發明奠定了現代大型光學天文望遠鏡的基礎。

同時，牛頓還進行了大量的觀察實驗和數學計算，比如研究惠更斯發現的冰川石的異常折射現象，胡克發現的肥皂泡的色彩現象，「牛頓環」的光學現象等等。

牛頓還提出了光的「微粒說」，認為光是由微粒形成的，並且走的是最快速的直線運動路徑。他的「微粒說」與後來惠更斯的「波動說」構成了關於光的兩大基本理論。此外，他還製作了牛頓色盤等多種光學儀器。

偉大的成就～構築力學大廈

牛頓是經典力學理論的集大成者。他系統的總結了伽利略、開普勒和惠更斯等人的工作，得到了著名的萬有引力定律和牛頓運動三定律。

在牛頓以前，天文學是最顯赫的學科。但是為什麼行星一定按照一定規律圍繞太陽運行？天文學家無法圓滿解釋這個問題。萬有引力的發現說明，天上星體運動和地面上物體運動都受到同樣的規律——力學規律的支配。

早在牛頓發現萬有引力定律以前，已經有許多科學家嚴肅認真的考慮過這個問題。比如開普勒就認識到，要維持行星沿橢圓軌道運動必定有一種力在起作用，他認為這種力類似磁力，就像磁石吸鐵一樣。1659年，惠更斯從研究擺的運動中發現，保持物體沿圓周軌道運動需要一種向心力。胡克等人認為是引力，並且試圖推到引力和距離的關系。

1664年，胡克發現彗星靠近太陽時軌道彎曲是因為太陽引力作用的結果；1673年，惠更斯推導出向心力定律；1679年，胡克和哈雷從向心力定律和開普勒第三定律，推導出維持行星運動的萬有引力和距離的平方成反比。

牛頓自己回憶，1666年前後，他在老家居住的時候已經考慮過萬有引力的問題。最有名的一個說法是：在假期里，牛頓常常在花園里小坐片刻。有一次，象以往屢次發生的那樣，一個蘋果從樹上掉了下來……

一個蘋果的偶然落地，卻是人類思想史的一個轉折點，它使那個坐在花園里的人的頭腦開了竅，引起他的沉思：究竟是什麼原因使一切物體都受到差不多總是朝向地心的吸引呢？牛頓思索著。終於，他發現了對人類具有劃時代意義的萬有引力。

牛頓高明的地方就在於他解決了胡克等人沒有能夠解決的數學論證問題。1679年，胡克曾經寫信問牛頓，能不能根據向心力定律和引力同距離的平方成反比的定律，來證明行星沿橢圓軌道運動。牛頓沒有回答這個問題。1685年，哈雷登門拜訪牛頓時，牛頓已經發現了萬有引力定律：兩個物體之間有引力，引力和距離的平方成反比，和兩個物體質量的乘積成正比。

當時已經有了地球半徑、日地距離等精確的數據可以供計算使用。牛頓向哈雷證明地球的引力是使月亮圍繞地球運動的向心力，也證明了在太陽引力作用下，行星運動符合開普勒運動三定律。

在哈雷的敦促下，1686年底，牛頓寫成劃時代的偉大著作《自然哲學的數學原理》一書。皇家學會經費不足，出不了這本書，後來靠了哈雷的資助，這部科學史上最偉大的著作之一才能夠在1687年出版。

牛頓在這部書中，從力學的基本概念(質量、動量、慣性、力)和基本定律(運動三定律)出發，運用他所發明的微積分這一銳利的數學工具，不但從數學上論證了萬有引力定律，而且把經典力學確立為完整而嚴密的體系，把天體力學和地面上的物體力學統一起來，實現了物理學史上第一次大的綜合。

站在巨人的肩上

牛頓的研究領域非常廣泛，他除了在數學、光學、力學等方面做出卓越貢獻外，他還花費大量精力進行化學實驗。他常常六個星期一直留在實驗室里，不分晝夜的工作。他在化學上花費的時間並不少，卻幾乎沒有取得什麼顯著的成就。為什麼同樣一個偉大的牛頓，在不同的領域取得的成就竟那麼不一樣呢？

其中一個原因就是各個學科處在不同的發展階段。在力學和天文學方面，有伽利略、開普勒、胡克、惠更斯等人的努力，牛頓有可能用已經准備好的材料，建立起一座宏偉壯麗的力學大廈。正象他自己所說的那樣「如果說我看得遠，那是因為我站在巨人的肩上」。而在化學方面，因為正確的道路還沒有開辟出來，牛頓沒法走到可以砍伐材料的地方。

牛頓在臨終前對自己的生活道路是這樣總結的：「我不知道在別人看來，我是什麼樣的人；但在我自己看來，我不過就象是一個在海濱玩耍的小孩，為不時發現比尋常更為光滑的一塊卵石或比尋常更為美麗的一片貝殼而沾沾自喜，而對於展現在我面前的浩瀚的真理的海洋，卻全然沒有發現。」

這當然是牛頓的謙遜。

怪異的牛頓

牛頓並不善於教學，他在講授新近發現的微積分時，學生都接受不了。但在解決疑難問題方面的能力，他卻遠遠超過了常人。還是學生時，牛頓就發現了一種計算無限量的方法。他用這個秘密的方法，算出了雙曲面積到二百五十位數。他曾經高價買下了一個棱鏡，並把它作為科學研究的工具，用它試驗了白光分解為的有顏色的光。

開始，他並不願意發表他的觀察所得，他的發現都只是一種個人的消遣，為的是使自己在寂靜的書齋中解悶，他獨自遨遊於自己所創造的超級世界裡。後來，在好友哈雷的竭力勸說下，才勉強同意出版他的手稿，才有劃時代巨著《自然哲學的數學原理》的問世。

作為大學教授，牛頓常常忙得不修邊幅，往往領帶不結，襪帶不系好，馬褲也不紐扣，就走進了大學餐廳。有一次，他在向一位姑娘求婚時思想又開了小差，他腦海了只剩下了無窮量的二項式定理。他抓住姑娘的手指，錯誤的把它當成通煙斗的通條，硬往煙斗里塞，痛得姑娘大叫，離他而去。牛頓也因此終生未娶。

牛頓從容不迫地觀察日常生活中的小事，結果作出了科學史上一個個重要的發現。他馬虎拖沓，曾經鬧過許多的笑話。一次，他邊讀書，邊煮雞蛋，等他揭開鍋想吃雞蛋時，卻發現鍋里是一隻懷表。還有一次，他請朋友吃飯，當飯菜准備好時，牛頓突然想到一個問題，便獨自進了內室，朋友等了他好久還是不見他出來，於是朋友就自己動手把那份雞全吃了，雞骨頭留在盤子，不告而別了。等牛頓想起，出來後，發現了盤子里的骨頭，以為自己已經吃過了，便轉身又進了內室，繼續研究他的問題。

牛頓晚年

但是由於受時代的限制，牛頓基本上是一個形而上學的機械唯物主義者。他認為運動只是機械力學的運動，是空間位置的變化；宇宙和太陽一樣是沒有發展變化的；靠了萬有引力的作用，恆星永遠在一個固定不變的位置上……

隨著科學聲譽的提高，牛頓的政治地位也得到了提升。1689年，他被當選為國會中的大學代表。作為國會議員，牛頓逐漸開始疏遠給他帶來巨大成就的科學。他不時表示出對以他為代表的領域的厭惡。同時，他的大量的時間花費在了和同時代的著名科學家如胡克、萊布尼茲等進行科學優先權的爭論上。

晚年的牛頓在倫敦過著堂皇的生活，1705年他被安妮女王封為貴族。此時的牛頓非常富有，被普遍認為是生存著的最偉大的科學家。他擔任英國皇家學會會長，在他任職的二十四年時間里，他以鐵拳統治著學會。沒有他的同意，任何人都不能被選舉。

晚年的牛頓開始致力於對神學的研究，他否定哲學的指導作用，虔誠地相信上帝，埋頭於寫以神學為題材的著作。當他遇到難以解釋的天體運動時，竟提出了「神的第一推動力」的謬論。他說「上帝統治萬物，我們是他的僕人而敬畏他、崇拜他」。

1727年3月20日，偉大艾薩克·牛頓逝世。同其他很多傑出的英國人一樣，他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。

Ⅳ 讀了粗心與專心牛頓為什麼成了著名的物理學家

1.連貫；因為兩者是因果關系.
2.把那位老朋友王道九霄雲外去了；忽然想起了一種新的實驗方法,竟跑到實驗室里專心致志地做起實驗來.

Ⅳ 牛頓能成為偉大的物理學家的原因是什麼

牛頓的成就主要在於他打破了當時人們對教會的迷信，封建迷信混淆了讓人們對自然原理的試聽，前期的牛頓熱愛發現，善於思考，探究自然的一些常人認為習以為常現象，比如萬有引力，他的思想沒有被教會的統治所束縛，還對前人的成就進行了進一步探究，正如他自己說自己是站在巨人的肩膀上，但後期的牛頓不知什麼原因相信上帝的存在，便不再有他年輕時的成就，但縱觀他的一生，他對當時人們對世界的認知帶來相當大的影響。

Ⅵ 牛頓為什麼會成為一位大科學家

1. 他站對了隊伍，繼承和發揚了伽利略的偉大正確構想。
   

2. 他攤上了正確的時間，當時歐洲正爆發黑死病姿攜，使牛頓有時間沉下心來去研究和鑽研他的光學，力學和數學理論。

3. 他始終沒有肯荒廢時間，即便爆發了黑死病~~~

4. 他成功運用了當時的宣傳體局困系和名聲，來推廣他的理論。（使其在光學上的偏桐冊念向-粒子說屹立數百年不倒）
   

Ⅶ 牛頓為什麼能成為世界著名的科學家

從個人素質來講，牛頓稱得上是有史以來最偉大的天才：在數學上，他發明了微積分；在天文學上，他發現了萬有引力定律，開辟了天文學的新紀元；在力學中，他系統總結了三大運動定律，創造了完整的牛頓力學體系；在光學中，他發現了太陽光的光譜，發明了反射式望遠鏡。一個人只要享有這里的任何一項成就，就足以名垂千古，而牛頓一個做了所有這些工作。

牛頓真的是因為被一個蘋果砸到了，就「碰巧」發現了萬有引力定律么？當然不是，發現這個偉大規律的過程特別復雜，而且越來越多的證據表明，蘋果這件事是後來的人們杜撰的。

《自然哲學之數學原理》

1687年，公認的科學史上最偉大的一部著作《自然哲學之數學原理》以拉丁文出版問世，在對當代和後代思想的影響上，沒有什麼別的傑作可以同原理相媲美。《原理》開辟了一個全新的宇宙體系，它是那樣的明澈和有條理。可以說這本書開創了人類的理性時代，人們發現原來天上運行的天體可以和地上的物體遵循相同規律，也正是從這里，人類思想獲得了可以用理性解決面臨的所有問題的勇氣和自信。

《原理》為力學和動力學的研究奠定了基礎，它創造了持久且真實的人類文明演變。若沒有這樣的了解，大自然的各種力就不會獲得利用，而這正是工業革命的成就：它將人類從黑暗中、從對大自然的奇想中，拉住科技時代，拉向操控宇宙之力的時代。

在其後的二百多年來，它一直是全部天文學和宇宙學思想的基礎。無怪乎牛頓力學的非凡成功甚至給諸如心理學、經濟學和社會學等各個不同領域的工作者也留下了極其深刻的印象，以致他們都試圖在解決各種問題時以力學或准力學為楷模。

Ⅷ 牛頓成長故事

牛頓出生前三個月，他的父親已經去世了。兩年後，他母親改嫁，牛頓便由他的外祖母撫養。到了十二歲，牛頓在舅父的資助下進入皇家中學。可是這時的牛頓並不是個聰明伶俐的孩子，他在學校里的功課都做得很差，而且身體也不好，性格沉默和愛發白日夢，幾乎沒有出眾之處。

他的超人才智竟然是被一個野蠻的同學無理地在他身上踢了一腳而喚醒的！他跟那個同學打架而且打贏了，可是那個霸道的同學在功課下卻遠神乎慶比牛頓好。於游握是牛頓便決心發奮，誓要在功課上超越他，結果他不單在皇家中學中名列前茅，十八歲時更進入了劍橋大學的三一學院。

1665年，正當牛頓在劍橋大學完頃辯成了學士課程之際，歐洲蔓延著恐怖的鼠疫，於是牛頓便回故鄉了。在鄉間，牛頓利用自製的三棱鏡分析出太陽光的七種色彩，並發現了各單色光的曲折率的差異。

但奇怪的是牛頓對這非凡的發現三緘其口。原來他自知當時只不過是一個大學生，如果公開一個如此革命性的發現必然會觸怒教授。結果五年以後，當他晉升為授才把昔日的發現公諸於世。

(8)牛頓怎麼成為物理學家擴展閱讀

牛頓的主要成就：

1、力學成就

1679年，牛頓重新回到力學的研究中：引力及其對行星軌道的作用、開普勒的行星運動定律、與胡克和弗拉姆斯蒂德在力學上的討論。

2、數學成就

大多數現代歷史學家都相信，牛頓與萊布尼茨獨立發展出了微積分學，並為之創造了各自獨特的符號。根據牛頓周圍的人所述，牛頓要比萊布尼茨早幾年得出他的方法，但在1693年以前他幾乎沒有發表任何內容，並直至1704年他才給出了其完整的敘述。

3、光學成就

牛頓曾致力於顏色的現象和光的本性的研究。1666年，他用三棱鏡研究日光，得出結論：白光是由不同顏色（即不同波長）的光混合而成的，不同波長的光有不同的折射率。

Ⅸ 牛頓為什麼能成為世界有名的物理學家

他發現了牛頓三大定律，建立了經典力學體系，現在的機械製造、航空航天、建築等領域都依賴於經典力學的計算。他創立了微積分，建立了高等數學研究體系，成為科學研究、技術應用賴以存在的基本手段。牛頓自己認為他是一個哲學家，這從他的煌煌巨著《自然哲學的數學原理》可窺一斑。