Ⅰ 牛頓作為劍橋大學的教授,為什麼研究神學
艾薩克·牛頓(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英國皇家學會會長,英國著名的物理學家,網路全書式的「全才」,著有《自然哲學的數學原理》、《光學》。他在1687年發表的論文《自然定律》里,對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此後三個世紀里物理世界的科學觀點,並成為了現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律;為太陽中心說提供了強有力的理論支持,並推動了科學革命。在力學上,牛頓闡明了動量和角動量守恆的原理,提出牛頓運動定律。在光學上,他發明了反射望遠鏡,並基於對三棱鏡將白光發散成可見光譜的觀察,發展出了顏色理論。他還系統地表述了冷卻定律,並研究了音速。在數學上,牛頓與戈特弗里德·威廉·萊布尼茨分享了發展出微積分學的榮譽。他也證明了廣義二項式定理,提出了「牛頓法」以趨近函數的零點,並為冪級數的研究做出了貢獻。在經濟學上,牛頓提出金本位制度。1654年,牛頓進了離家有十幾公里九龍的金格斯皇家中學讀書。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。他在金格斯皇家中學讀書時,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很出眾,愛好讀書,對自然現象有好奇心,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,又喜歡別出心裁地做些小工具、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,這可能是牛頓晚年的宗教生活所受的影響。僅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。
後來迫於生活困難,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,發現他的外甥牛頓伸著腿,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。
Ⅱ 牛頓的生活與學習習慣,少年時期和成年時期
牛頓於1643年1月4日生於英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村。1661年入英國劍橋大學聖三一學院,1665年獲文學士學位。 牛頓爵士
隨後兩年在家鄉躲避鼠疫,他在此間制定了一生大多數重要科學創造的藍圖。1667年牛頓回劍橋後當選為劍橋大學三一學院院委,次年獲碩士學位。1669年任劍橋大學盧卡斯數學教授席位直到1701年。1696年任皇家造幣廠監督,並移居倫敦。1703年任英國皇家學會會長。1706年受英國女王安娜封爵。在晚年,牛頓潛心於自然哲學與神學。1727年3月31日,牛頓在倫敦病逝,享年84歲。 備註:牛頓誕辰日期是儒略歷1642年12月25日,即格里歷(陽歷)1643年1月4日;逝世日期是儒略歷1727年3月20日,即格里歷(陽歷)1727年3月31日。
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民垂千古的科學巨人,並且竟活到了84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,母親帶著和後爸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,這種習性可能來自他的家庭處境。 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 童年的牛頓
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,對自然現象有好奇心,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,那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,認為牛頓的數學才華超過自己。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》、笛卡爾的《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。
艾薩克·牛頓(Isaac Newton)是英國偉大的數學家、物理學家、天文學家和自然哲學家,其研究領域包括了物理學、數學、天文學、神學、自然哲學和煉金術。牛頓的主要貢獻有發明了微積分,發現了萬有引力定律和經典力學,設計並實際製造了第一架反射式望遠鏡等等,被譽為人類歷史上最偉大,最有影響力的科學家。為了紀念牛頓在經典力學方面的傑出成就,「牛頓」後來成為衡量力的大小的物理單位。
Ⅲ 牛頓的介紹
牛頓(Isaac Newton,1643~1727)偉大的物理學家、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。
Ⅳ 牛頓的第一定律特別有名,他生平的簡介有哪些
牛頓簡介
一、生平簡介
牛頓(ISAAC nEWTON 1643—1727)是英國著名的物理學家、數學家和天文學家,是十七世紀最偉大的科學巨匠.
1643年1月4日(儒略歷1642年12月25日)牛頓誕生於英格蘭林肯郡的小鎮烏爾斯索普的一個自耕農家庭。12歲進入離家不遠的格蘭瑟姆中學。
1661年以減費生的身份進入劍橋大學三一學院,1664年成為獎學金獲得者,1665年獲學士學位.
1665~1666年倫敦大疫。劍橋離倫敦不遠,為恐波及,學校停課。牛頓於1665年6月回故鄉烏爾斯索普。
1667年牛頓返劍橋大學,10月1日被選為三一學院的仲院侶,次年3月16日被選為正院侶。當時巴羅對牛頓的才能有充分認識。1669年10月27日巴羅便讓年僅26歲的牛頓接替他擔任盧卡斯講座的教授。1672年起他被接納為皇家學會會員,1703年被選為皇家學會主席
。1696年謀得造幣廠監督職位,1699年升任廠長,1701年辭去劍橋大學工作。1705年受封為爵士。牛頓晚年患有膀胱結石、風濕等多種疾病,於1727年3月30日深夜在倫敦去世,葬在威斯特教堂,終年84歲。人們為了紀念牛頓,特地用他的名字來命名力的單位,簡稱「牛」。
二、科學成就
牛頓一生對科學事業所做的貢獻,遍及物理學、數學和天文學等領域。
1.牛頓在物理學上最主要的成就,是創立了經典力學的基本體系,從而光成了物理學史上第一次大綜合。
2、 對於光學,牛頓致力於光的顏色和光的本性的研究,也作出了重大貢獻。
3、牛頓在數學方面,總結和發展了前人的工作,提出了「流數法」,建立了二項式定理,創立了微積分。
4、在天文學方面,牛頓發現了萬有引力定律,創制了反射望遠鏡,並且用它初步觀察到了行星運動的規律。
牛頓在17世紀70年代設計的望遠鏡。它一般被稱為反射望遠鏡,效果遠優於伽利略所設計的著名的折射望遠鏡。
三、趣聞軼事
1、關於蘋果落地的故事
一個偶然的事件往往能引發一位科學家思想的閃光。這是1666年夏末一個溫曖的傍晚,在英格蘭林肯郡烏爾斯索普,一個腋下夾著一本書的年輕人走進他母親家的花園里,坐在一棵樹下,開始埋頭讀他的書。當他翻動書頁時,他頭頂的樹枝中有樣東西晃動起來。一隻歷史上最著名的蘋果落了下來,打在23歲的伊薩克牛頓的頭上恰巧在那天,牛頓正苦苦思索著一個問題:是什麼力量使月球保持在環繞地球運行的軌道上,以及使行星保持在其環繞太陽運行的軌道上?為什麼這只打中他腦袋的蘋果會墜落到地上?正是從思考這一問題開始,他找到了這些的答案——萬有引力理論。由於牛頓的《自然哲學的數學原理》一書用的是歐幾里德幾何學的表述方式,它是一個嚴密的、完美的體系,書中沒有敘述蘋果落地的故事,致使許多人對蘋果落地一說持保留意見。實際上,牛頓的親戚和朋友多次證實蘋果落地的故事。法國文學家、科學家伏爾泰曾追憶過,他在牛頓去世前一年,即1726年去英國時,聽牛頓的繼姊妹說過,一天,牛頓躺在蘋果樹下,忽然看到一個蘋果落地,引起了他的思考。牛頓靈機一動,腦中突然形成一種觀點:蘋果落地和行星繞日會不會由同一宇宙規律所支配的?悟出了萬有引力定律。牛頓晚年的一位密友斯多克雷也明確提到,在172年4月的一天,和牛頓共進午餐後,一起來到牛頓家後園,並在蘋果樹下飲茶。在談話中「他(指牛頓)告訴我正是在過去同樣情況下,注意引力的思想出現在他的腦海里,那是在一棵蘋果樹下偶然發生的,當時他處於沉思冥想之中。」
還有牛頓晚年的另一位密友潘伯頓在有關追憶牛頓的著作中,也談及因蘋果落地而引起驗證引力平方反比關系的故事。牛頓在晚年再次講述當時蘋果的故事,那是離蘋果落地時已經是60年過去了,為什麼一個老人對此事記憶那麼深刻,我認為有兩個原因:首先是因為萬有引力定律是一項舉世矚目的輝煌的成果,當事人對觸發靈感的事件當然是深深的激動和懷念的;其次是與胡克的爭執也留下深深的記憶,牛頓就從一個側面澄清事實真相,應該認為蘋果落地一說的事實是成立的。
2.科學研究的痴情
牛頓對於科學研究專心到痴情的地步。據說有一次牛頓煮雞蛋,他一邊看書一邊幹活,糊里糊塗地把一塊懷表扔進了鍋里,等水煮開後,揭蓋一看,才知道錯把懷表當雞蛋煮了。還有一次,一位來訪的客人請他估價一具棱鏡。牛頓一下就被這具可以用作科學研究的棱鏡吸引住了,毫不遲疑地回答說:「它是一件無價之寶!」客人看到牛頓對棱鏡垂涎三尺,表示願意賣給他,還故意要了一個高價。牛頓立即欣喜地把它買了下來,管家老太太知道了這件事,生氣地說:「咳,你這個笨蛋,你只要照玻璃的重量折一個價就行了!」
3.喜歡養貓
傳說牛頓在蓋房子時,堅持要留大小兩個貓洞,好讓大貓走大洞、小貓走小洞。當然,這只是個傳說,不足為據。不過牛頓喜歡養貓倒是真的。由於牛頓終身未婚,貓成了他生活中不可缺少的夥伴,但貓也給他惹了不小的麻煩,1692年牛頓母親去世使他極其痛苦。一天早晨,他為了平靜一下,到橋大學禮拜堂做禮拜時,忘了熄滅蠟燭,可能是貓闖的禍,蠟燭翻倒後,把擺在桌上的光學、化學手稿和其他論文化為灰燼。
4.終身未婚之迷
牛頓少年時代在一首詩里表白自己的遠大抱負:
世俗的冠冕啊,我鄙視它如同腳下的塵土,
它是沉重的,而最佳也只是一場空虛;
可是現在我愉快地歡迎頂荊棘冠冕,
盡管刺得人痛,但味道主要的是甜;
我看見光榮之冠在我的面前呈現,
它充滿幸福,永恆無邊。
可以說,每一個偉大的科學家,都是富的激情、富有理想的詩人,但牛頓是一個追求用科學中的光線譜來解釋他的理想的特殊類型的詩人。他讓他的思想展翅飛翔,以整個宇宙作為藩籬。在他的整個心田裡,填滿了自然、宇宙。也許這是他終身未娶的最根本原因。不過,牛頓並沒有完全與愛情絕緣。他一生中甚至有過兩次戀愛。牛頓23歲正在劍橋大學求學時,由於劍橋發生了瘟疫,學校放假。牛頓回到鄉下,住在舅父家裡。在那裡,他一次愛上了美麗、聰明、好學、富有思想的表妹。表妹也很喜歡這個學識淵博、卓見非凡的大學生。他們常常一起散步。牛頓喜歡即興發表長篇講話,他的講話內容又多是他正在學習和研究的問題。表妹雖聽不懂,但她還是耐心地聽,似乎覺得很有趣。牛頓在心裡想:「這樣一個可愛的女子,對於我所講的覺得這樣有味,我一定很不錯。當然,她的腦筋一定也很好,是個不平凡的女子。如果能得到她的幫助,解決我的許多困難問題,與我共同工作,那該多好啊!」
但是牛頓生性靦腆,並未及時向表妹表白心中的愛情。等他回到劍橋大學後,又聚集會神地沉浸到科學研究中去了。他早已忘記了遠方的鄉村還有一位美麗的少女在等著他。他對個人生活一直不予重視,而她的表妹卻誤以為牛頓對她冷淡,便擇夫另醉心於科學研究而耽誤了一次愛情的大好時機。牛頓實在太忙了,他連做夢想是宇宙、世界。他往往領帶不結,鞋帶不系好,馬褲也不扣好,就走進大學餐廳。盡管如此,牛頓畢竟是個年輕人,還有一顆浪漫的心。有一次,「青春迫不及待的激情」,催使他向一位年輕姑娘求婚。他輕輕地握著她的手,含情脈脈地看著這位美人。正在這緊要關頭,他的心思忽地溜到另一個世界去了。他的頭腦中只剩下無窮量的二項式定理。他象做夢似的,下意識地抓住情人的一個手指,把它當成是通煙斗的通條,硬往煙斗里塞。姑娘痛得大叫一聲,他才清醒過來。面對吃驚的姑娘,他連忙象只綿羊似的柔聲道歉:「啊,親愛的,饒恕我吧!我知道,我是不行了。看來,我是該打一輩子光棍!」
姑娘饒恕了牛頓,卻無法理解他,愛情又成了泡影。科學上許多新的問題不斷撲向牛頓的腦海,他整個熱情都集中到了科學事業上。此後那種「青春的熱情」再也沒有涌現《多彩的旋律》
5、名言
(1)「我不知道世人怎樣看我,但我自己以為我不過像一個在海邊玩耍的孩子,不時為發現比尋常更為美麗的一塊卵石或一片貝殼而沾沾自喜,至於展現在我面前的浩翰的真理海洋,卻全然沒有發現。」
(2)「如果說我所看的比笛卡爾更遠一點,那是因為站在巨人肩上的緣故」。
6、牛頓學說在中國傳播及其影響
牛頓學說在中國的傳播
牛頓生活的年代相當於明亡之前一年到清雍正5年,《自然哲學的數學原理》一書發表的時間相當於康熙25年。從牛頓《原理》發表的1687年到1840年的150餘年間,牛頓物理學和天文學知識幾乎沒有介紹到中國。《原理》一書的基本內容直到鴉片戰爭之後才在中國傳播。
牛頓學說對中國的影響
哥白尼的太陽中心說、開普勒的橢圓軌道、牛頓的萬有引力三者相繼傳入中國,它們和中土奉為圭臬的「天動地靜」、「天圓地方」、「陰陽相感」的傳統有天壤之別。這就不能不引起中國人的巨大反響。牛頓學說在中國的傳播決不只是影響了學術界,喚醒了人們對於科學真理的認識。更重要的是,也為中國資產階級改良派發起的戊戌變法(1898年)提供了一種輿論准備。這個運動的主將康有為、梁啟超和譚嗣同等人,都無例外地從牛頓學說中尋找維新變法的根據,尤其是牛頓在科學上革故圖新的精神鼓舞了清代一切希望變革社會的有志之士。
Ⅳ 牛頓的資料
牛頓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
艾薩克·牛頓(Isaac Newton,1643年1月4日—1727年3月31日),英國數學家、物理學家和哲學家。牛頓在《自然哲學的數學原理》里提出的萬有引力定律以及他的牛頓運動定律是經典力學的基石,他還和萊布尼茨各自獨立地發明了微積分,被譽為人類歷史上最偉大的科學家之一。因為牛頓,經典力學又名為「牛頓力學」,而力的單位也叫做「牛頓」,另外,以牛頓命名的數學和科學術語還有「牛頓方程」、「牛頓-萊布尼茨公式」、「牛頓法」、「高斯-牛頓最小二乘法」、「牛頓環」、「非牛頓流體」等。
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。他的墓碑上鐫刻著:
讓人們歡呼這樣一位多麼偉大的
人類榮耀曾經在世界上存在。 牛頓生平
牛頓,偉大的英國物理學家,1642年12月25日生於林肯郡伍爾索普村的一個農民家庭.12歲他在格蘭撒姆的公立學校讀書時,就表現了對實驗和機械發明的興趣,自己動手製作了水鍾、風磨和日晷等.1661年,牛頓就讀於劍橋大學的三一學院,成了一名優秀學生.1669年,年僅27歲,就擔任了劍橋的數學教授.1672年當選為英國皇家學會會員.
1685~1687年,在天文學家哈雷的鼓勵和贊助下,牛頓發表了著名的《自然哲學的數學原理》,完成了具有歷史意義的發現——運動定律和萬有引力定律,對近代自然科學的發展,作出了重大貢獻.1703年,當選為英國皇家學會會長.1727年3月27日,逝世於倫敦郊外的一個小村落里.
牛頓不僅對於力學,在其他方面也有很大貢獻.在數學方面,他發現了二項式定理,創立了微積分學;在光學方面,進行了太陽光的色散實驗,證明了白光是由單色光復合而成的,研究了顏色的理論,還發明了反射望遠鏡. 牛頓,是英國偉大的數學家、物理學家、天文學家和自然哲學家。1642年12月25日生於英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村,1727年3月20日在倫敦病逝。
牛頓1661年入英國劍橋大學三一學院,1665年獲文學士學位。隨後兩年在家鄉躲避瘟疫。這兩年裡,他制定了一生大多數重要科學創造的藍圖。1667年回劍橋後當選為三一學院院委,次年獲碩士學位。1669年任盧卡斯教授直到1701年。1696年任皇家造幣廠監督,並移居倫敦。1703年任英國皇家學會會長。1706年受女王安娜封爵。他晚年潛心於自然哲學與神學。
牛頓在科學上最卓越的貢獻是微積分和經典力學的創建。
Ⅵ 牛頓、愛因斯坦晚年為什麼投身於宗教他們發現了什麼
我們常常會聽到很多人說,牛頓,愛因斯坦晚年突然有了宗教信仰,然後以此來證明神學要比科學高明許多。那這樣的說法有沒有道理呢?
客觀地說,以上這兩條都是謠言,用謠言來證明某件事情,本身就是有問題。為什麼這么說呢?
我們先說說牛頓以及他所處的時代,再來說愛因斯坦。
關於“牛頓”的謠言
牛頓出身於17世紀初的英國。我們知道,英國屬於西歐,在西歐還有許多其他的國家,比如:法國,德國(當時還是神聖羅馬帝國),義大利和西班牙等。如果我們再往前去追溯,我們就會發現,這片土地是原來的西羅馬帝國。
目前市面上對於“他晚年有信仰”的內容大多來自於地攤文學和斷章取義。這樣的一位無神論者,也搞出了可與媲美牛頓的科學理論。牛頓和愛因斯坦其實很好地證明了“宗教信仰”其實和“科學”並不矛盾和對立。
Ⅶ 英國牛頓的簡介
艾薩克·牛頓,英國著名科學家。
(詳見艾薩克·牛頓)
艾薩克·牛頓爵士,FRS(Sir Isaac Newton,1643年1月4日-1727年3月31日)是一位英格蘭物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和煉金術士。他在1687年發表的論文《自然哲學的數學原理》里,對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此後三個世紀里物理世界的科學觀點,並成為了現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律;從而消除了對太陽中心說的最後一絲疑慮,並推動了科學革命。
約翰·牛頓[/b
],英國牧師。
約翰·牛頓(John Newton,1725年7月24日–1807年12月21日),英國牧師。之前從事大西洋上的販奴生意,在皈依基督教並放棄其生意之後,寫出了著名的贊美詩《奇異恩典》(Amazing Grace)。
1725年7月24日,約翰·牛頓出生於英國倫敦,是一個從事地中海貿易的船長的兒子。牛頓曾和他父親共同出海6次直到1742年他父親去世。在1743年他應征進入海軍,在皇家海軍「哈維奇」號上作為海軍少尉替補軍官服役。
物理與數學
牛頓 (國際單位),一種衡量受力大小的國際單位。
在物理中牛頓(Newton,符號為N)是力的公制單位。它是以發現經典力學的伊薩克·牛頓(Sir Isaac Newton)命名。
牛頓是一個國際單位制導出單位,它是由kg·m·s�6�12的國際單位制基本單位導出。
牛頓運動定律
牛頓運動定律是伊薩克·牛頓提出了物理學的三個運動定律的總稱,被譽為是經典物理學的基礎。
Ⅷ 牛頓的成長經歷誰知道
艾薩克·牛頓爵士,FRS(Sir Isaac Newton,1643年1月4日-1727年3月31日)是一位英格蘭物理學家、數學家、天文學家、自然哲學家和煉金術士。他在1687年發表的論文《自然哲學的數學原理》里,對萬有引力和三大運動定律進行了描述。這些描述奠定了此後三個世紀里物理世界的科學觀點,並成為了現代工程學的基礎。他通過論證開普勒行星運動定律與他的引力理論間的一致性,展示了地面物體與天體的運動都遵循著相同的自然定律;從而消除了對太陽中心說的最後一絲疑慮,並推動了科學革命。 牛頓運動定律 牛頓運動定律是伊薩克·牛頓提出了物理學的三個運動定律的總稱,被譽為是經典物理學的基礎。 牛頓法 牛頓法(Newton』s method)又稱為牛頓-拉夫遜方法(Newton-Raphson method),它是一種在實數域和復數域上近似求解方程的方法. 方法使用函數f(x)的泰勒級數的前面幾項來尋找方程f(x) = 0的根. 艾薩克·牛頓的生平 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 牛頓的勤奮學習 一談到近代科學開創者牛頓,人們可能認為他小時候一定是個「神童」、「天才」、有著非凡的智力。其實不然,牛頓童年身體瘦弱,頭腦並不聰明。在家鄉讀書的時候,很不用功,在班裡的學習成績屬於次等。但他的興趣卻是廣泛的,游戲的本領也比一般兒童高。 牛頓愛好製作機械模型一類的玩藝兒,如風車、水車、日晷等等。他精心製作的一隻水鍾,計時較准確,得到了人們的贊許。有時,他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盞燈籠掛在風箏尾巴上。當夜幕降臨時,點燃的燈籠借風箏上升的力升入空中。發光的燈籠在空中流動,人們大驚,以為是出現了彗星。盡管如此,因為他學習成績不好,還是經常受到歧視。 當時,封建社會的英國等級制度很嚴重,中小學里學習好的學生,可以歧視學習差的同學。有一次課間游戲,大家正玩得興高采烈的時候,一個學習好的學生借故踢了牛頓一腳,並罵他笨蛋。牛頓的心靈受到這種刺激,憤怒極了。他想,我倆都是學生,我為什麼受他的欺侮?我一定要超過他!從此,牛頓下定決心,發奮讀書。他早起晚睡,抓緊分秒、勤學勤思。 過刻苦鑽研,牛頓的學習成績不斷提高,不久就超過了曾欺 侮過他的那個同學,名列班級前茅。 時間對人是一視同仁的,給人以同等的量,但人對時間的利用不同,而所得的知識也大不一樣。 牛頓十六歲時數學知識還很膚淺,對高深的數學知識甚至可以說是不懂。「知識在於積累,聰明來自學習」。牛頓下決心靠自己的努力攀上數學的高峰。在基礎差的不利條件下,牛頓能正確認識自己,知難而進。他從基礎知識、基本公式重新學起,扎扎實實、步步推進。他研究完了歐幾里德幾何學後,又研究笛卡兒幾何學,對比之下覺得歐幾里德幾何學膚淺,便悉心鑽研笛氏幾何學,直到掌握要領、融會貫通。遂之發明了代數二項式定理。傳說中牛頓「大暴風中算風力」的佳話,可為牛頓身體力學的佐證。有一天,天刮著大風暴。風撒野地呼號著,塵土飛揚,迷迷漫漫,使人難以睜眼。牛頓認為這是個准確地研究和計算風力的好機會。於是,便拿著用具,獨自在暴風中來回奔走。他踉踉蹌蹌、吃力地測量著。幾次沙塵迷了眼睛,幾次風吹走了算紙,幾次風使他不得不暫停工作,但都沒有動搖他求知的慾望。他一遍又一遍,終於求得了正確的數據。他快樂極了,急忙跑回家去,繼續進行研究。 有志者事竟成。經過勤奮學習,牛頓為自己的科學高塔打下了深厚的基礎。不久,牛頓的數學高塔就建成了,二十二歲時發明了微分學,二十三歲時發明了積分學,為人類科學事業作出了巨大貢獻。 牛頓是個十分謙虛的人,從不自高自大。曾經有人問牛頓:「你獲得成功的秘訣是什麼?」牛頓回答說:「假如我有一點微小成就的話,沒有其它秘訣,唯有勤奮而已。」 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。
Ⅸ 聽說美國和英國很早就開始普及教育了嗎 那17世紀的英國 著名牛津大學里教的內容有些什麼從理工
我想樓主第一個問題應該是他們有沒有普及高等教育吧。17世紀美國還沒有建國,教育自然不必說了……那時,主要是英國。現代大學的鼻祖源於一個義大利中部叫做博洛尼亞的小城,也就是這個世界上的第一所現代大學——博羅尼亞大學,建立於1088年,只教2門課,醫學和法律,後來隨著文化的不斷傳播才傳到歐洲其他國家,那個時候並沒有力學、化學這種現代理工科目,主要是法學、醫學、神學、哲學、文學這五個科目,像哥白尼、伽利略、開普勒、牛頓等等,這些近代的科學家大都是學法律出身,也有學醫或者神學和哲學的(這三者相對少一些,當然沒有學文學的……)
Ⅹ 牛頓簡介 牛頓(Isacc Newton,1642—1727)是英國數學家、天文學家和物理學家。
牛頓,(儒略歷1642年12月25日-1727年3月20日 格里歷(陽歷)1643年1月4日—1727年3月31日)是英國偉大的數學家、物理學家、天文學家和自然哲學家,同時他也是一個神學愛好者,晚年曾著力研究神學。1643年1月4日生於英格蘭林肯郡格蘭瑟姆附近的沃爾索普村,1727年3月20日在倫敦病逝。
牛頓1661年入英國劍橋大學三一學院,1665年獲文學士學位。隨後兩年在家鄉躲避瘟疫。這兩年裡,他制定了一生大多數重要科學創造的藍圖。1667年回劍橋後當選為三一學院院委,次年獲碩士學位。1669年任盧卡斯教授直到1701年。1696年任皇家造幣廠監督,並移居倫敦。1703年任英國皇家學會會長。1706年受女王安娜封爵。他晚年潛心於自然哲學與神學。
牛頓在科學上最卓越的貢獻是微積分和經典力學的創建。