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艾萨克·牛顿的一生(上) 07

Masir 科学羊 2024-03-30
本系列文章预计会有20+个章节,这套文献将系统讲述科学与技术本身,这里是第七季第7篇
--本文预计阅读5min--

今天我们来仔细讲讲艾萨克·牛顿,这里的牛顿是你从未听过的故事,请大家立正仔细听我讲。

关于牛顿的故事我们将花2个篇幅来详谈,上篇先了解牛顿的生平,下篇了解他的发明。

好,开始。


01 牛顿的天赋

牛顿,全世界都知道他的大名和事迹,但是真正了解他的并不多,我们听过很多伟人的故事,比如富兰克林、乔布斯等他们都改变了世界,他们也都有自己的自传。可牛顿为什么没有和他们比好像热度没那么高?

是因为牛顿生活的年代太早吗?那柏拉图的故事为什么比牛顿更丰富。

是因为他的事迹不够伟大?

不不不,说起改变世界,没有人能和牛顿相比。

这不是夸张的说,并不是你说我要创业,发明了一个产品,甚至发现了一个定理那样。牛顿改变世界的方式,就好比现在我们发明了一种时光穿梭的理论,这将会改变人类历史的事迹。

其实之所以这样,还是因为牛顿的性格问题,他没有多少朋友,他一生都在潜心研究自己热爱的事业,狂躁而又焦虑,愤怒而又忧愁,这些性格在后面的阐述中我们会慢慢感受到。

所以说牛顿的伟大来自于很多因素:

要是没有柏拉图、亚里士多德、开普勒、伽利略、笛卡尔也就我们不会记住牛顿这个人。

要是没有埃德蒙·哈雷,也许就没有《原理》这本书的出世。

02 牛顿奇迹年

话说,人们把1905年称为爱因斯坦奇迹年,这是因为这一年爱因斯坦发表了6篇论文,这些论文但凡任何一个在今天都能拿诺贝尔物理学奖,其中就包含了狭义相对论!

但多留意点会发现这个爱因斯坦年是一个静态的时间点,他只是在这一年做了很多年甚至几十年积累的事情

但是牛顿就不一样了,其实牛顿也有一个牛顿年,而这个牛顿年正是牛顿高产的时刻。

你们知道是什么吗?其实就是1665~1667牛顿在他母亲的农场度过的那18个月

这18个月发什么什么?我列举一下

1665年年初,从他拿起占星术的小册子算起不到两年的时间,他记下了他的第一个数学发现。他证明了现在所谓的二项式定理,直到今天它仍是所有数学成果中最重要的一项。
同年5月,我发现计算切线的方法……
11月我能直接计算微分
来年1月提出色彩理论
5月我一头栽进反微分的方法
同一年,我开始思考延伸到月球的引力……”
在18个月的时间内,牛顿首先发明了一部分的微积分,都是有关于我们现在所说的微分。

而积分部分是转向研究物理学的时候补充的。

而牛顿的所有伟大壮举主要来自于他买的两样东西,一本占星学的书,买了玻璃棱镜。

占星学,主要是想研究天际景象的一些知识,当时因为对天际景象不理解,所以牛顿就开始学习三角函数。但是这个过程并不顺利,即使是天才,起码也要有基础吧。

所以他开始研究欧几里得,这不研究不知道,一研究吓一跳,因为他发现欧几里得的论点并不困难,这令他感到宽慰。

所以,这一点我承认了,天才的脑子果然是客制化的....

等等,这里插一句,也是改变牛顿最关键的历史时刻。

就是在牛顿学习数学的过程中,最重要的事件是他阅读了笛卡儿的《几何学》:用著名牛顿研究者戴维·怀特赛德(David Whiteside)的话来说,牛顿在大约看到这本书的100页时,燃起了“对数学的极大热情”。


这就好比,突然上帝猛然睁开双眼,发现了“解放之鼓”的救世主

也许牛顿生来就是为了给世人留下这转折性的科学发现。

他自己评价说:“我不知道世人如何看待我,”这是牛顿晚年的一句名言,虽然他十分清楚地知道自己的名声,“但是,对我自己而言,我似乎一直就只像是个在海边玩耍的男孩,偶尔开心地找到较为光滑的鹅卵石或较漂亮的贝壳,而尚未被发现的真理大海就在我面前肆意敞开。

不得不说,牛顿是谦卑的,他比莱布尼茨、爱因斯坦要谦卑。不过牛顿的谦卑并不是在别人面前谦卑,他只是在科学甚至宇宙面前谦卑。

他开始思考引力的性质。“所有这一切,”他写道,“都发生在1665~1666年瘟疫盛行的时候。那些日子是我的发明黄金时期,我对数学与哲学的清晰思路胜过后来任何时候。”

牛顿确实是在他23岁时达到顶峰,因为数学和物理学是年轻人的游戏。

爱因斯坦在26岁时构思出狭义相对论,海森堡25岁时阐明不确定性原理,尼尔斯·玻耳(NielsBohr)28岁时提出革命性的原子模型。“

如果你到30岁还未能在数学领域做出杰出的工作,那你就永远做不到。”今天最受推崇的数学家之一罗纳德·葛拉汉这么说道。

如何评价牛顿?

在牛顿逝世两个世纪后,爱因斯坦这样写道:“这位才华横溢的天才奠定了西方思想、研究和实践的发展路线。这项成就前无古人,后无来者。”爱因斯坦后来还评论说,牛顿最辉煌的成就之一是“首创了一套全面、可行的理论物理学体系”。

牛顿认为自己首先是上帝之子,然后才是数学家和自然哲学家,他的工作是通过结合理论与实验,从理性的角度理解上帝创造的万物。

他坚持认为,检验理论的唯一标准就是考察它对现实世界中最精确的观测结果给出的解释有多么准确。如果理论预测与实验结果在允许的误差范围内不吻合,那么就应该修正这个理论,或者用更好的理论代替。如今,这一切都听上去理所当然,但在牛顿那个时代,这还是个激进的观点。

他是一名虔诚而冷静的新教徒,牛顿认为自己就是为诠释上帝在创世中扮演的角色而生的。

说实话,牛顿没有多少朋友。

受牛顿之邀造访他住所的熟人本就不多,能够认识到牛顿才能的专家就更是凤毛麟角。

牛顿并不热衷于分享自己取得的新知识,他曾经表示,并不希望自己的这些“涂鸦”被“印刷出版”——他对当时相对较为新潮的印刷出版文化并不感兴趣。

所有这些性格问题造就了历史上一大最激烈的发明争论。

好,今天就先这样,下一节我们谈谈牛顿的生平以及他的伟大作品。

Masir 2022/10/11
于 东莞
祝幸福~

参考文献:

[1] 《机械宇宙》

[2]《物理世界的数学奇迹》


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