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PPT讲稿

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●不平凡的出生与中学

牛顿3岁时,哈丽特改嫁给了牧师史密斯先生。此后,牛顿即在继父的资助下由年迈的外祖母抚养。牛顿体质孱弱,6岁的时候,进入当地一所很小的乡村小学读书。当时他在智力上并未表现出什么天赋来,也不很用功,成绩班上只属于次等。如果说有什么特别的地方,那就是他兴趣十分广泛,双手灵活,游戏本领强。

12岁那年,牛顿在格兰汉姆皇家中学读书。由于回家路远,读书期间,牛顿寄住在药剂师克拉克家。克拉克先生曾送给牛顿一本《艺术与自然的奥秘》。从这本书里,牛顿学会了制作焰火、简单的魔术道具以及一些有趣的玩具,也就是在这个时候,牛顿对化学产生了兴趣。

1656年,牛顿14岁,资助他上学的继父去世了。母亲哈丽特再次寡居,牛顿家中急需劳动力,母亲让他辍学回家务农,也是无奈之举。不过哈丽特很快发现牛顿的确不是干农活的料。便和牛顿的舅舅商量一番后决定把牛顿重新送回格兰汉姆皇家中学读书。

牛顿终于如愿以偿,重新回到了格兰汉姆皇家中学,在那里刻苦攻读3年。在这期间,他所有的成绩都是优等,学校公认的高材生。在人们印象中,他是一个“头脑清醒,沉默,有思想的小伙子”。

●三一学院:平静的生活

剑桥三一学院使牛顿这个天才如鱼得水。刚上大学时,他的课程主要有希腊文、拉丁文、数学和神学,但他并不满足,凡是他感兴趣的科目,他都有所涉及。老师们都惊奇于他的进步,他们发现这个来自乡下的学生不仅所学的课程成绩优异,对尚未学过的许多课程的内容也理解得很透彻。

●1665-1666牛顿神奇年

1665年的夏天并不平静,可怕的鼠疫在英国蔓延。当疾病从英国南部向北部蔓延时,剑桥大学的管理人员担心疫情会波及学校,于是决定暂时关闭学校,把学生疏散到外地躲避这场大瘟疫。这样,牛顿就有了回到他家乡沃尔斯索普的机会。在家乡的这段时期,是牛顿人生中最重要的时期,他的许多发现、发现的思想基础以及初期想法都是在这段时期产生的。

牛顿一向爱好天文学与光学。在家乡那间几乎与世隔绝的小屋里,牛顿开始对棱镜进行试验。这样的实验对于他来说是充满乐趣的,而并非一般人想象中的枯燥。在他的日记中他这样写道:“我把自己的房间弄成一片漆黑,在百叶窗上开一个小洞,让适量的阳光照射进来,再把棱镜放在光线进入处,光线就通过棱镜折射到对面的墙壁上,我认为这是一件很有意义的事情。”通过对光的实验,牛顿在他的小房间的墙上制成了光谱。他也由此明白了当时的折射望远镜的成像为什么总是模糊不清:光的色散和色差。两年之后,牛顿设计并制造了能消除光的色散和色差的反射望远镜,为近代天体物理学提供了重要工具。

●力学革命

牛顿在在剑桥大学学习天文学时,就已经接受了哥白尼的日心说理论,也理解到了开普勒和哥白尼的工作的意义。牛顿一直都在试图破解行星为什么能在自己的轨道上自觉的运行这个谜。1665年的秋天,当牛顿坐在苹果园沉思时,一个苹果掉在他面前,引起了牛顿对地心引力和重力的许多想法。经过一番激烈的思想论证之后,牛顿得出了进一步的结论:地球的引力必然是随着距离的变化而变化的,而且是越远越小。接着,牛顿又对地心引力的大小与距离的变化关系问题进行了大量的论证和计算,并深入研究了开普勒的行星运动定律。在他得到了引力与距离的平方成反比的变化规律后,他又推导并正式定义了他的万有引力定

律。

●微积分风暴潮

至年中,他已经具有了微积分的概念并且列出了积分表,并把积分法称作“流数术的反求法”。这种计算方法为人们研究变动的数据提供了必备的途径,因而是数学史上的几个重要里程碑之一。

牛顿发现了“流数术”这个价值巨大的计算方法,但他生性谦虚谨慎,直到30多年后,牛顿才发表了自己的微积分学理论。

●加入皇家学会

在牛顿获得选修课研究员资格后不久,他又被提升为主修课研究员。这样,他在学院就有了自己的一所房子和一份让他生活无忧的薪水,他就可以专心研究学问了。他可以无所顾忌的向更广阔的科学道路前进。他购置了一大堆的实验用品、器材,经过许多天的努力,成功发明了反射望远镜,这使他开始在整个欧洲闻名。1672年,牛顿被选为英国皇家学会会员。一个月后,牛顿正式提交了自己的第一篇科学论文《关于光和色的新理论》。该论文突出了他所发现的光谱现象,对以后的光学发展产生了巨大影响。

●自然哲学的数学原理

1685年,牛顿43岁,正值他科学创造才华的颠峰时期。在皇家学会的一些成员,特别是哈雷的敦促下,牛顿开始着手撰写那部至今仍被人们誉为“个人智慧的伟大结晶”的科学巨著——《自然哲学的数学原理》。为了这部重要的巨著,他投入了大量精力,废寝忘食地工作着。他想把脑海中所充满的二十余年来所探索的成果全部写出来。终日沉浸在计算、论证、定理、方程式、图表、数字与符号之中。在他的生活中,除了科学,还是科学,其他的都不算什么。1686年4月,牛顿的书稿完成,经哈雷提议,皇家学会决定立即将这部重要的著作付印。在哈雷的资助下,牛顿的书终于在1687年正式问世。

《原理》是一本划时代的科学巨著,它不仅影响了人类几百年来对自然科学的研究,而且对人类的思维方式也产生过十分重要的影响。通过这一部伟大著作。牛顿建立了经典力学的基本理论基础。

《原理》所达到的理论高度是前所未有的。爱因斯坦说:“至今还没有可能用一个同样无所不包的统一概念,来代替牛顿的关于宇宙的统一概念。要是没有牛顿的明晰的体系,我们也不可能取得如今的成就。”

●牛顿的晚年生活与宗教情怀

1703年,牛顿开始担任皇家学会会长。那本该属于他的荣誉终于到来,由于他在诸多学科都取得了非凡的成就,因此受到英国本土和欧洲大陆学术界的一致赞扬与敬仰。1705年4月,英国安妮女王为了表彰牛顿在科学上的伟大贡献,亲自授予他骑士勋爵称号。这个出生在林肯郡乡下的孩子,赢得了全国乃至全欧洲人民的感激与尊崇。

从文字数量来看,剑桥大学图书馆现存的手稿约360万字,其中科学方面的100万字,宗教和年代学方面的140万字,炼金术约55万字,钱币以及难以分类的约65万字。可见,宗教研究在牛顿心中处于一个十分重要的位置。这种对宗教的兴趣或许从他小时候就已经产生了。有不少学者对牛顿万年的宗教研究颇有微辞,其实这大可不必。身处17世纪的牛顿,面对如此广阔的宇宙,他感到了万物的伟大,自我的渺小,于是,宗教成为了他最后的精神归宿。他对宗教的热忱似乎也并不难理解。

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