古代歷史着名人物 第18章 牛頓的光輝：科學革命的燈塔

    一、少年時代

    1643年1月4日，艾薩克·牛頓出生於英格蘭林肯郡伍爾索普村的伍爾索普莊園。當時英格蘭尚未採用教皇的格里高利曆，因此他的生日被記載為1642年的聖誕節（12月25日）。牛頓出生前三個月，他同樣名為艾薩克的父親不幸去世，留下了他的母親漢娜·艾斯庫獨自一人撫養這個早產且非常瘦小的孩子。據傳聞，漢娜曾說過，牛頓剛出生時小得可以把他裝進一夸脫的馬克杯中。這種早產的體質使得牛頓在童年時期顯得格外脆弱，但也可能激發了他後來對科學和自然現象的強烈興趣。

    牛頓三歲時，母親漢娜改嫁給了鄰村的巴納巴斯·史密斯牧師，並搬進了史密斯的家中。牛頓因此被託付給外祖母瑪傑里·艾斯庫照顧。年幼的牛頓對母親的改嫁感到非常不滿，他對繼父巴納巴斯·史密斯也充滿了敵意。這種情感在他的日記中有所體現，他曾寫道：「威脅我的繼父與生母，要把他們連同房子 一 齊 燒掉。」 這種敵意雖然反映了他內心的痛苦，但也可能促使他在孤獨中尋找自我安慰和興趣所在。

    1648年，牛頓被送到附近的村莊學校接受基礎教育。少年時期的牛頓並不是一個神童，他的學習成績平平，甚至有時表現不佳。然而，他對書籍和知識的熱愛卻日益增長。他特別喜歡閱讀關於機械模型製作的書籍，這些書籍激發了他對機械原理的興趣。牛頓開始動手製作各種小玩意，如風車、木鐘和摺疊式提燈等。這些自製的玩具不僅鍛煉了他的動手能力，也培養了他的創新思維。

    據說，牛頓在掌握了風車的機械原理後，自己製造了一架磨坊的模型。為了使模型運轉起來，他將一隻老鼠綁在一架有輪子的踏車上，並在輪子的前面放置了一粒玉米，正好是老鼠夠不到的位置。老鼠為了吃到玉米，不斷地跑動，從而帶動輪子不停地轉動。這個創意不僅展示了牛頓對機械原理的深刻理解，也體現了他獨特的想像力和實驗精神。

    除了機械模型，牛頓還對其他科學實驗表現出濃厚的興趣。有一次，他放風箏時在繩子上懸掛了一盞小燈，夜晚時村裏的居民看到天空中飄動的燈光，驚疑不已，以為是彗星出現。牛頓還喜歡繪畫和雕刻，尤其是刻制日晷。他在家中的牆角、窗台上到處安放着他親手刻畫的日晷，用來觀察日影的移動。

    二、求學時期

    1654年，11歲的艾薩克·牛頓離開家鄉伍爾索普，前往距離十幾公里遠的金格斯皇家中學就讀。這所中學是他求學生涯的重要起點。牛頓的母親漢娜原本希望他成為一名農民，繼承家族的農業事業，但牛頓本人對農業毫無興趣，他酷愛讀書，對知識有着強烈的渴望。在金格斯皇家中學，牛頓的學習成績非常突出，他對自然現象充滿好奇心，特別是對顏色、日影四季的移動以及幾何學和哥白尼的日心說等科學問題表現出濃厚的興趣。

    在中學期間，牛頓曾經寄宿在藥劑師威廉·克拉克的家中。克拉克的藥店不僅為牛頓提供了一個安靜的學習環境，還讓他接觸到了化學實驗。這段經歷對牛頓的科學興趣產生了深遠的影響。他開始嘗試各種小實驗，製作小工具和小發明，如用木箱和玻璃瓶製成的水鍾，通過控制水流來定時喚醒自己。這種自製的水鐘不僅展示了牛頓的創造力，也反映了他對精確測量和時間管理的重視。

    牛頓在中學的學習生活充滿了對知識的追求。他分門別類地記錄讀書筆記，喜歡進行各種小實驗和小發明。有一次，牛頓的舅父詹姆士對他產生了懷疑，便跟蹤他到市鎮上去。結果發現，牛頓伸着腿，躺在草地上，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，舅父勸說母親讓牛頓繼續上學，並鼓勵他上大學讀書。牛頓的母親最終同意了，牛頓得以重返學校，繼續他的求學之路。

    儘管牛頓在金格斯皇家中學表現出色，但由於家庭經濟困難，母親還是決定讓他停學回家務農，贍養家庭。牛頓雖然順從了母親的安排，但內心依然渴望學習。他一有機會便埋頭書卷，經常忘記幹活。每次母親派他和傭人一起去市場，熟悉做生意的技巧時，他總是懇求傭人獨自去市場，自己則躲在樹叢後看書。有一次，牛頓在暴風雨中跑來跑去測驗風力，全身濕透，母親見狀驚呆了，擔心他真的瘋了。在舅父的勸說下，母親終於同意牛頓繼續上學。

    1661年6月3日，18歲的牛頓從金格斯皇家中學畢業，考入了劍橋大學三一學院。在劍橋大學，牛頓的學習環境發生了顯着變化。當時的三一學院仍然以亞里士多德的學說為基礎進行教學，但牛頓對這種傳統教育方式並不滿意。幸運的是，他在三年級時遇到了一位對他的學術生涯產生重大影響的導師——伊薩克·巴羅教授。巴羅教授是英國第一位獲得「盧卡斯數學教授席位」的學者，他將哥白尼、開普勒、伽利略和笛卡兒的近代自然科學理論和研究方法傳授給學生。巴羅教授很快發現了牛頓的天賦，舉薦他為研究生。

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    1665年，牛頓在劍橋大學獲得了學士學位，並留在大學繼續研究。同年，他發現了廣義二項式定理，並開始發展一套新的數學理論，這就是後來為世人所熟知的微積分學。然而，1665年6月，倫敦爆發了大瘟疫，劍橋大學為了預防疫情關閉，牛頓不得不回到家鄉伍爾索普村。在接下來的兩年裏，牛頓在家中繼續進行科學研究，這段時間被稱為他的「奇蹟年」。

    在這兩年中，牛頓不僅進一步發展了微積分學，還對光學和萬有引力定律進行了深入研究。他利用三稜鏡將白光分解成七色光譜，揭示了白光是由多種顏色的光混合而成的。這一發現不僅解釋了彩虹的形成機制，還為光譜分析技術的發展奠定了基礎。此外，牛頓還提出了萬有引力定律

    三、政治生涯

    1667年3月，艾薩克·牛頓回到劍橋大學，繼續在巴羅教授的指導下進行研究。他在自己的房間後面設立了一個實驗室，這裏成了他進行各種實驗和研究的場所。牛頓在這裏製成了一台放大40倍的反射望遠鏡，能夠清楚地看到木星的四個衛星。這項發明不僅展示了他在光學領域的卓越才能，還為後來的天文觀測提供了重要工具。此外，牛頓還在數學上提出了非線性方程的解法，這一成果為他贏得了學術界的關注。

    牛頓的專注和勤奮在朋友們中間傳為佳話。據說，有一次他煮雞蛋時，竟然誤將懷表當作雞蛋放入鍋中煮了。這些趣聞軼事不僅展現了牛頓的幽默感，也反映了他對待科學研究的認真態度。

    1669年10月29日，26歲的牛頓在巴羅教授的推薦下，接替巴羅成為第二位「盧卡斯數學教授席位」的擁有者。這一職位使他能夠在劍橋大學繼續進行深入的科學研究，並且在學術界嶄露頭角。牛頓擔任這一職務長達26年，直到53歲。

    1672年，牛頓被推選為倫敦皇家學會會員。為了表達謝意，他向學會幹事巴格提交了一篇關於光色來源的論文，提出光是與以太相互作用產生的高速度粒子流。這篇論文是牛頓公開發表的第一篇科學論文，刊載於《皇家學會哲學雜誌》上。然而，牛頓的這一論點與皇家學會創始人之一、科學家羅伯特·胡克倡導的波動說產生了衝突，引發了一場激烈的學術爭論。波動說認為光是以太的縱向振動，振動頻率決定光色，這一觀點不久又得到了荷蘭科學家克里斯蒂安·惠更斯的支持。這場關於光的本性的爭論持續了很長時間，直到20世紀才以光的波粒二象性為結論告一段落。牛頓對這場爭論感到厭倦，曾在寫給朋友的信中抱怨道：「因為我發表了先前的論文，引起了許多非議，使我精神上受到沉重打擊。我失去了平靜而有意義的幸福生活，而被這無聊的爭吵弄得心緒煩亂。這真是無聊透頂，我越來越後悔，不該輕率地發表那篇論文。」

    1688年，英國發生了「光榮革命」，第二年，牛頓被劍橋大學推選為國會議員。儘管他在政治上的表現不如在科學上的成就顯着，但這一經歷使他更加關注國家事務和社會問題。不久，牛頓的母親漢娜病逝，但這並未影響他繼續進行科學研究，尤其是光學領域的研究。

    1692年，牛頓完成了光學手稿的整理工作，並從機械力學體系出發，提出了經典宇宙學說。這一理論進一步鞏固了他在科學界的地位。

    1696年，牛頓的同學查爾斯·蒙塔古出任財政大臣。當時英國的貨幣制度非常混亂，國內外信用受損。蒙塔古請牛頓擔任英國皇家造幣廠副廠長，解決貨幣困難。1699年，牛頓升任造幣廠廠長，任職直至去世。這一職位通常被認為是閒職，但牛頓卻非常認真地對待。他主持了英國歷史上最大規模的貨幣重鑄工作，有效解決了貨幣混亂的問題。牛頓估計當時大約有20%的硬幣是偽造的，為了打擊偽造貨幣的行為，他親自擔任太平紳士，成功將多名偽造者繩之以法。

    1703年，60歲的牛頓被推選為皇家學會會長，這一職位他擔任了24年，是歷任會長中任期最長的之一，僅次於約瑟夫·班克斯。牛頓利用這一身份積極進行科學組織活動，推動了數學、物理學和天文學的發展。他在近代科學史上的地位無可動搖，被譽為科學革命的燈塔。

    1704年，牛頓的《光學》一書問世，副標題為「關於光的反射、折射、彎曲和顏色的論述」。這本書總結了牛頓在光學領域的研究成果，是牛頓對前人一切原理和定律的 綜 合 。同年，他還出版了《三次曲線枚舉》《利用無窮級數求曲線的面積和長度》《流數法》等數學着作，進一步鞏固了他在數學領域的地位。

    1705年，安妮女王封牛頓為爵士，表彰他在科學領域的傑出貢獻。成為爵士後，牛頓在倫敦威斯敏斯特附近的傑爾明設有自己的公館，還在鄉下買了一所莊園。這一榮譽不僅是對牛頓個人成就的認可，也是對科學家地位的提升。

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    1711年，牛頓發表了《使用級數、流數等等的分析》，進一步完善了他的數學理論。

    四、與世長辭

    1727年3月，艾薩克·牛頓在出席了皇家學會的例會後突然發病。此時的牛頓已經84歲高齡，身體狀況每況愈下，長期的科研工作和精神壓力使他的健康受到了嚴重影響。據傳，牛頓患有腎結石症，這可能是導致他此次發病的原因之一。病情迅速惡化，牛頓被緊急送往位於倫敦附近肯吉敦的家中。

    在生命的最後幾天，牛頓仍然保持着清醒的頭腦，他對人生和科學的反思達到了一個新的高度。據說，他的臨終遺言是：「我不知道世上的人對我怎樣評價。我卻這樣認為：我好像是在海濱上玩耍的孩子，時而拾到幾塊瑩潔的石子，時而拾到幾片美麗的貝殼並為之歡欣。那浩瀚的真理的海洋仍展現在面前。」 這句話不僅展現了牛頓謙遜的態度，也表達了他對科學無盡追求的深刻認識。在他看來，儘管自己取得了諸多成就，但相對於浩瀚的真理之海，這些成就只是微不足道的一部分。

    1727年3月31日（格里高利曆），牛頓在拂曉前逝世，享年84歲（未滿85歲）。他的離世引起了社會各界的廣泛關注和深切哀悼。作為英國科學界的泰斗，牛頓的逝世標誌着一個時代的結束，但他的科學遺產將永遠激勵着後人。

    牛頓被安葬在威斯敏斯特教堂（西敏寺），這座教堂是英國歷史上許多重要人物的安息之地。牛頓的墓地位於威斯敏斯特教堂正面大廳的中央，也就是中殿（nave）那裏。墓地上方聳立着一尊牛頓的雕像，雕像中的牛頓倚坐在一堆書籍上，雙手沒有合十，顯得從容而深邃。兩側各有一位天使，象徵着他的智慧和貢獻。雕像旁邊還有一個巨大的地球造型，以此紀念他在科學上的偉大功績。

    牛頓的墓碑上鐫刻着：「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。」 這句話簡潔而深刻地概括了牛頓的一生和他的偉大貢獻。

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