物理学家:牛顿

生平简介 科学成就 趣闻轶事 大事年表

一、生平简介

牛顿(1643—1727) 是英国著名的物理学家、数学家和天文学家,是十七世纪最伟大的科学巨匠。

1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)牛顿诞生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯索普的一个自耕农家庭。12岁进入离家不远的格兰瑟姆中学。

牛顿于1661年以减费生的身份进入剑桥大学三一学院,

1664年成为奖学金获得者,1665年获学士学位。

1665~1666年伦敦大疫。剑桥离伦敦不远,为恐波及,学校停课。牛顿于1665年6月回故乡乌尔斯索普。

1667年牛顿返剑桥大学,10月1日被选为三一学院的仲院侣,次年3月16日被选为正院侣。当时巴罗对牛顿的才能有充分认识。1669年10月27日巴罗便让年仅26岁的牛顿接替他担任卢卡斯讲座的教授。

1672年起他被接纳为皇家学会会员,1703年被选为皇家学会主席 牛顿于1696年谋得造币厂监督职位,1699年升任厂长,1701年辞去剑桥大学工作。1705年受封为爵士。

牛顿晚年患有膀胱结石、风湿等多种疾病,于1727年3月30日深夜在伦敦去世,葬在威斯特教堂,终年84岁。人们为了纪念牛顿,特地用他的名字来命名力的单位,简称“牛”。

二、科学成就

牛顿一生对科学事业所做的贡献,遍及物理学、数学和天文学等领域。

1.牛顿在物理学上最主要的成就,是创立了经典力学的基本体系,从而光成了物理学史上第一次大综合。

2. 对于光学,牛顿致力于光的颜色和光的本性的研究,也作出了重大贡献。

3. 牛顿在数学方面,总结和发展了前人的工作,提出了“流数法”,建立了二项式定理,创立了微积分。

4. 在天文学方面,牛顿发现了万有引力定律,创制了反射望远镜,并且用它初步观察到了行星运动的规律。

牛顿在17世纪70年代设计的望远镜。它一般被称为反射望远镜,效果远优于伽利略所设计的著名的折射望远镜。

三、趣闻轶事

1. 关于苹果落地的故事

一个偶然的事件往往能引发一位科学家思想的闪光。

这是1666年夏末一个温暧的傍晚,在英格兰林肯郡乌尔斯索普,一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里,坐在一棵树下,开始埋头读他的书。当他翻动书页时,他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史上最著名的苹果落了下来,打在23岁的伊萨克牛顿的头上

恰巧在那天,牛顿正苦苦思索着一个问题:是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上,以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上?正是从思考这一问题开始,他找到了这些的答案——万有引力理论。

由于牛顿的《自然哲学的数学原理》一书用的是欧几里德几何学的表述方式,它是一个严密的、完美的体系,书中没有叙述苹果落地的故事,致使许多人对苹果落地一说持保留意见。

实际上,牛顿的亲戚和朋友多次证实苹果落地的故事。法国文学家、科学家伏尔泰曾追忆过,他在牛顿去世前一年,即1726年去英国时,听牛顿的继姊妹说过,一天,牛顿躺在苹果树下,忽然看到一个苹果落地,引起了他的思考。牛顿灵机一动,脑中突然形成一种观点:苹果落地和行星绕日会不会由同一宇宙规律所支配的?悟出了万有引力定律。

牛顿晚年的一位密友斯多克雷也明确提到,在1726年4月的一天,和牛顿共进午餐后,一起来到牛顿家后园,并在苹果树下饮茶。在谈话中“他(指牛顿)告诉我正是在过去同样情况下,注意引力的思想出现在他的脑海里,那是在一棵苹果树下偶然发生的,当时他处于沉思冥想之中。” 还有牛顿晚年的另一位密友潘伯顿在有关追忆牛顿的著作中,也谈及因苹果落地而引起验证引力平方反比关系的故事。

牛顿在晚年再次讲述当时苹果的故事,那是离苹果落地时已经是60年过去了,为什么一个老人对此事记忆那么深刻,我认为有两个原因:首先是因为万有引力定律是一项举世瞩目的辉煌的成果,当事人对触发灵感的事件当然是深深的激动和怀念的;其次是与胡克的争执也留下深深的记忆,牛顿就从一个侧面澄清事实真相,应该认为苹果落地一说的事实是成立的。

2.科学研究的痴情

牛顿对于科学研究专心到痴情的地步。据说有一次牛顿煮鸡蛋,他一边看书一边干活,糊里糊涂地把一块怀表扔进了锅里,等水煮开后,揭盖一看,才知道错把怀表当鸡蛋煮了。还有一次,

一位来访的客人请他估价

一具棱镜。牛顿一下就被这具可以用作科学研究的棱镜吸引住了,毫不迟疑地回答说:“它是一件无价之宝!”客人看到牛顿对棱镜垂涎三尺,表示愿意卖给他,还故意要了一个高价。牛顿立即欣喜地把它买了下来,管家老太太知道了这件事,生气地说:“咳,你这个笨蛋,你只要照玻璃的重量折一个价就行了!”

3.喜欢养猫

传说牛顿在盖房子时,坚持要留大小两个猫洞,好让大猫走大洞、小猫走小洞。当然,这只是个传说,不足为据。不过牛顿喜欢养猫倒是真的。由于牛顿终身未婚,猫成了他生活中不可缺少的伙伴,但猫也给他惹了不小的麻烦,1692年牛顿母亲去世使他极其痛苦。一天早晨,他为了平静一下,到桥大学礼拜堂做礼拜时,忘了熄灭蜡烛,可能是猫闯的祸,蜡烛翻倒后,把摆在桌上的光学、化学手稿和其他论文化为灰烬。

4.终身未婚之迷

牛顿少年时代在一首诗里表白自己的远大抱负:

世俗的冠冕啊,我鄙视它如同脚下的尘土,

它是沉重的,而最佳也只是一场空虚;

可是现在我愉快地欢迎顶荆棘冠冕,

尽管刺得人痛,但味道主要的是甜;

我看见光荣之冠在我的面前呈现,

它充满幸福,永恒无边。

可以说,每一个伟大的科学家,都是富的激情、富有理想的诗人,但牛顿是一个追求用科学中的光线谱来解释他的理想的特殊类型的诗人。他让他的思想展翅飞翔,以整个宇宙作为藩篱。在他的整个心田里,填满了自然、宇宙。也许这是他终身未娶的最根本原因。

不过,牛顿并没有完全与爱情绝缘。他一生中甚至有过两次恋爱。牛顿23岁正在剑桥大学求学时,由于剑桥发生了瘟疫,学校放假。牛顿回到乡下,住在舅父家里。在那里,他一次爱上了美丽、聪明、好学、富有思想的表妹。表妹也很喜欢这个学识渊博、卓见非凡的大学生。他们常常一起散步。牛顿喜欢即兴发表长篇讲话,他的讲话内容又多是他正在学习和研究的问题。表妹虽听不懂,但她还是耐心地听,似乎觉得很有趣。牛顿在心里想:“这样一个可爱的女子,对于我所讲的觉得这样有味,我一定很不错。当然,她的脑筋一定也很好,是个不平凡的女子。如果能得到她的帮助,解决我的许多困难问题,与我共同工作,那该多好啊!”

但是牛顿生性腼腆,并未及时向表妹表白心中的爱情。等他回到剑桥大学后,又聚集会神地沉浸到科学研究中去了。他早已忘记了远方的乡村还有一位美丽的少女在等着他。他对个人生活一直不予重视,而她的表妹却误以为牛顿对她冷淡,便择夫另嫁了。牛顿因醉心于科学研究而耽误了一次爱情的大好时机。

牛顿实在太忙了,他连做梦想是宇宙、世界。他往往领带不结,鞋带不系好,马裤也不扣好,就走进大学餐厅。尽管如此,牛顿毕竟是个年轻人,还有一颗浪漫的心。有一次,“青春迫不及待的激情”,催使他向一位年轻姑娘求婚。他轻轻地握着她的手,含情脉脉地看着这位美人。正在这紧要关头,他的心思忽地溜到另一个世界去了。他的头脑中只剩下无穷量的二项式定理。他象做梦似的,下意识地抓住情人的一个手指,把它当成是通烟斗的通条,硬往烟斗里塞。姑娘痛得大叫一声,他才清醒过来。面对吃惊的姑娘,他连忙象只绵羊似的柔声道歉:“啊,亲爱的,饶恕我吧!我知道,我是不行了。看来,我是该打一辈子光棍!”

姑娘饶恕了牛顿,却无法理解他,爱情又成了泡影。科学上许多新的问题不断扑向牛顿的脑海,他整个热情都集中到了科学事业上。此后那种“青春的热情”再也没有涌现

《多彩的旋律》

5、名言

(1)“我不知道世人怎样看我,但我自己以为我不过像一个在海边玩耍的孩子,不时为发现比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳而沾沾自喜,至于展现在我面前的浩翰的真理海洋,却全然没有发现。”

(2)“如果说我所看的比笛卡尔更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。

6、牛顿学说在中国传播及其影响

牛顿学说在中国的传播

牛顿生活的年代相当于明亡之前一年到清雍正5年,《自然哲学的数学原理》一书发表的时间相当于康熙25年。从牛顿《原理》发表的1687年到1840年的150余年间,牛顿物理学和天文学知识几乎没有介绍到中国。《原理》一书的基本内容直到鸦片战争之后才在中国传播。 牛顿学说对中国的影响

哥白尼的太阳中心说、开普勒的椭圆轨道、牛顿的万有引力三者相继传入中国,它们和中土奉为圭臬的“天动地静”、“天圆地方”、“阴阳相感”的传统有天壤之别。这就不能不引起中国人的巨大反响。

牛顿学说在中国的传播决不只是影响了学术界,唤醒了人们对于科学真理的认识。更重要的是,也为中国资产阶级改良派发起的戊戌变法(1898年)提供了一种舆论准备。这个运动的主将康有为、梁启超和谭嗣同等人,都无例外地从牛顿学说中寻找维新变法的根据,尤其是牛顿在科学上革故图新的精神鼓舞了清代一切希望变革社会的有志之士。

跳转Ⅰ

1.自耕农家庭

牛顿诞生于一个农民家庭

牛顿出生之前,父亲已去世。牛顿生而孱弱,过了3年,他的母亲再嫁给一位牧师,把孩子留在他祖母身边抚养。8年之后牧师病故,牛顿的母亲带着后夫所生的一子二女回到乌尔斯索普。牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自他的家庭处境。

牛顿少年时代喜欢摆弄机械小技巧。传说他做过一架磨坊的模型,动力是小老鼠;有一次他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜间村人看去惊疑是彗星出现。他喜欢绘画、雕刻,尤喜欢刻日晷,家里墙角、窗台上到处安放着他刻划的日晷,用以验看日影的移动,以知时刻。牛顿的母亲原希望他成为一个农民,能赡养家庭,但牛顿本人却无意于此而酷爱读书,以致经常忘了干活。随着年岁增大,牛顿越发爱好读书,喜欢沉思,做科学小试验。

2.格兰瑟姆中学

牛顿在格兰瑟姆中学读书时,曾寄寓在一位药剂师家里,使他受到化学实验的熏陶。他在中学时代学习成绩并不出众,只是爱好读书,对自然现象有好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤好几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类地记读书心得笔记,又喜欢别出心裁地做些小工具、小技巧、小发明、小试验。当时英国社会渗入基督教新教思想,牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚,这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中,看不也幼年的牛顿是一个才能出众异于常人的儿童。

然而格兰瑟姆中学的校长J. 斯托克斯,还有牛顿的一位当神父的叔父W. 艾斯库别具慧眼,鼓励牛顿上大学读书。

3.剑桥大学

17世纪中叶,剑桥大学的教育制度还浸透着浓厚的中世纪经院哲学的气味。当牛顿进入剑桥大学时,那里还在传授一些经院式课程,如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。两年之后三一学院出现了新气象。H. 卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲,规定讲授自然科学知识如地理、物理、

天文和数学课程。讲座的第一任教授I. 巴罗是一位博学的科学家。就是这位教师把牛顿引向自然科学。在这段学习过程中,牛顿掌握了算术、三角,学习了欧几里得的《几何原理》。他又读开普勒的《光学》,笛卡儿的《几何学》和《哲学原理》,伽利略的《两大世界体系的对话》,R ·胡克的《显微图集》,还有皇家学会的历史和早期的《哲学学报》等。

4.1665~1666年

由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学熏陶和培养,对探索自然现象产生极为浓厚的兴趣。就在1665~1666年这两年之内,他在自然科学领域内思潮奔腾,才华迸发,思考前人从未思考过的问题,踏进前人没有涉及的领域,创建前所未有的惊人业绩。1665年初他创立级数近似法以及把任何幂的二项式化为一个级数的规则,同年11月,创立流数法(微分);次年1月,研究颜色理论;5月,开始研究反流数法(积分)。这一年内,牛顿还开始想到研究重力问题,并想把重力理论推广到月球的运行轨道上去。他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们轨道上的力必定与它们到旋转中心的距离平方成反比。牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说,说的也是在此时发生的轶事。总之,在家乡居住的这两年中,牛顿以比此后任何时候更为旺盛的精力从事科学创造,并关心自然哲学问题。由此可见,牛顿一生的重大科学思想是在他青春年华、思想敏锐短短两年期间孕育、萌发和形成的。

5.万有引力定律

1666年,牛顿对开普勒等人的工作作了详细研究。他受到地球上石块、苹果等物体的落体运动、抛体运动的启发,认为把月球看成是一种无终点的下落过程,就可以把作用于月球上的“天上的力”和作用在日常物体上的“地上的力”联系起来。牛顿运用巧妙的数学方法,根据当时已知的天文数据,算出重力在月球处产生的加速度是0.27厘米/秒2。他把地球表面上物体的重力加速度980厘米/秒2同它相比,发现比值3640几乎正好是地—月距离同地球半径之比的平方。于是牛顿得出结论:地心引力随物体到地心距离的平方成反比例减小。牛顿把这个结论推广到宇宙间的一切物体,达到万有的水平,建立了万有引力定律。

6.经典力学体系

牛顿对伽利略等人的工作也进行了详细研究和总结,把地球上物体的力学和天体力学统一起来,创立了经典力学体系。1685年到1687年在著名天文学家哈雷(1656—1742)等人的鼓励和帮助下,牛顿写了科学巨著《自然哲学的数学原理》。他在书中全面地、系统地论述了物体运动理论和万有引力理论。牛顿首先给出了质量、动量、惯性和力的定义。然后系统地表述了三个基本运动定律,就是惯性定律、力和加速度定律、作用和反作用定律。并且阐述了力的定律,也就是万有引力定律。牛顿根据这个力学理论,预言了岁差现象和地球的形状是扁平的,后来都被实验观察所证实。

7.光的颜色和光的本性

1666年牛顿把一张一半涂红色、一半涂蓝色的长纸片水平放置在实验台上,然后通过三棱镜用眼睛观察,发现当三棱镜的棱角朝上的时候,纸片的蓝色部分看起来比红色部分高;反过来,当棱角朝下的时候,纸片的红色部分看起来比蓝色部分高。受它启发,牛顿又用三棱镜来观察通过小孔的白色的日光光线,发现透过棱镜后,日光变成了一条垂直的彩色光带:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。这样,他证明了白光是由不同颜色的光组成的,为光谱分析的研究打下了基础。1675年牛顿观察到了著名的牛顿环现象。1704年牛顿出版了《光学》一书,系统阐述了光的现象和光的本性,提出了光的微粒说。

8.创立了微积分

极限学说详述在《原理》第一编第一章11个引理和诠释之中,在那时详细说明了极限的意义:有两个相互依赖的物理量,当两个量逐渐变小时,牛顿称它为流数,它的比率也在逐渐变化,而自变量达到无限小时比率达到一个极限定值,牛顿叫它流率。即今称导数或微商。牛顿发现他的流变术非常有用,反过来此术可以求曲线包围的面积,即今所称积分。可以说《原理》一书的中心内容是论术了牛顿在数学上的伟大创造即微积分术,并且应用这个创造解决天体运动以及其他相物理问题。微积分之发明,史家也归功于莱布尼兹,对于这一数学上的伟大发明,牛顿与莱布尼兹孰先孰后,后世论者纷纷;即在当时两方亦就此书信往来,已有争议。试听爱因斯坦如何赞美牛顿和微分发现。他说“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求。微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”。

八、跳转Ⅱ

1.牛顿运动定律 (Newton 抇s laws of motion)经典力学的基本定律。在前人的研究基础上,Ⅰ. 牛顿创立了经典力学。他在《自然哲学的数学原理》著作中,提出了具有严谨逻辑结构的力学体系,使力学成为一门研究物体机械运动基本规律的学科。在这部著作中,牛顿定义了时间、空间、质量和力等基本概念,同时揭示了物体运动的基本规律。牛顿以这些基本概念和规律为基础,通过形式逻辑和数学分析方法建立了力学的公理体系。这些公理体系的基础是牛顿三大定律:牛顿第一定律(或称惯性定律);牛顿第二定律(或称运动基本定律);牛顿第三定律(或作用和反作用定律)。

慱牛顿第一定律 任何物体都保持静止的或匀速直线运动的状态,直到其他物体的作用迫使它改变这种状态为止。

这里物体是指质点,或指作平动的物体,而不考虑它的转动。由这一定律得知,只有其他物体作用于一物体时,才能改变这一物体的运动状态。物体保持它的原有运动状态不变的性质称为物体的惯性。所以牛顿第一定

律又称为惯性定律。惯性定律是由伽利略发现的,所以牛顿第一定律又称为伽利略惯性定律。

牛顿在第一定律中没有说明静止或运动状态是相对于什么参照系说的。然而,按牛顿的本意,这里所指的运动是在绝对时间过程中的相对于绝对空间的某一绝对运动。但是,这种观点并不符合A. 爱因斯坦的狭义相对论的观点,因为狭义相对论否定了绝对空间的存在。牛顿第一定律成立的参照系称为惯性参照系。

牛顿第二定律 物体和动量对时间的变化率同该物体所受的力成正比,并的方向相同。

这里的物体指的是质点。物体运动的动量p 定义为物体的质量m 同它的线速度v 的乘积p=mv。若作用于物体上的力为F ,选择质量、速度和力的适当单位,使比例系数为1,则牛顿第二定律可写成:

第二定律建立了力和动量的变化之间的关系,因此,它又称为质点运动定律。在这里,质量m 是物体惯性的量度;而力是改变物体运动状态的原因,这是力的学表现。

在经典力学中,质量m 是常数,令物体的加速度为

则第二定律可写成:F=ma,

它可表述为:物体运动的加速度a 同作用于该物体上的力F 成正比,而同物体的m 成反比;力和加速度的方向相同。

如果有几个力同时作用在一个物体上,实验证明:物体的加速度是这些力单独作用时所产生的加速度的矢量和,称为力的独立作用定律;

式中a 是物体在一组力同时作用时所产生的加速度;ai 是该物体在单个力Fi 作用时所产生的加速度。可见,一组力同时作用于一物体时所产生的加速度a 等于某一单力F 作用于该物体时所产生的加速度。力F=∑Fi 称为这组力Fi 的合力,这就是力和加速度的合成的平行四边形法则。

牛顿第二定律是大量实验观察的总结,它不能由理论推导出来。当物体不受力作用时,则v 为常量,即物体恒保持惯性运动。因此,第一定律可看成是第二定律的特殊情况,但第一定律又可看成是第二定律的基础。 牛顿第二定律只在惯性参照系中的物体运动速度远小于光速时才是正确的。当物体的速度v 接近于光速c 时,牛顿第二定律不再成立,物体运动规律由狭义相对论决定。对于绝大多数的工程实际问题,用牛顿第二定律求出的结果和实际情况是相当符合的。

牛顿第三定律 一物体对另一物体的作用同时引起另一物体对此物体的大小相等、方向相反的反作用,而且这两一条直线上;即两物体间的一对相互作用,永远等值反向,且在同一直线上。这个定律又称作用和反作用定律。

牛顿提出第三定律时,曾作过如下解释:“事实上如果某一样东西压在其他一样东西上(或者是拉它),那么这东西自己也受到后者的压力(或拉力)。如果某一个人用他的手指按在石头上,那么他的手指也要受石头的压力。”由第二定律可知,力是使物体的运动发生变化的原因。因此,如果物体A 撞击了物体B ,使物体B 的动量发生了,那么,物体B 也必然使物体A 的动量发生同样的变化,但它们的方向相反。所以,第三定律是研究质点系运动规律的基础。

由第三定律可知,当两物体不受外力作用而只有相互作用时,它们的总动量的变化为零。这个结论对于由任意多个物体组成的封闭系统也成立,即:构成一封闭系统的各物体的动量的矢量和P=∑mvi=∑pi 在整个运动期间内保持不变。这就是动量守恒定律,它是物理学的基本定律之一。这个定律不仅对于宏观的物体之间的相互作用成立,对于微观的质点(即原子、原子核和电子)之间的相互作用成立的。

n 个物体组成的物体系统(或质点系)彼此间的相互作用力称为内力,若作用于系统的外力分别为F1,F2,„,Fn ,则在△t 时间内由第二定律和第三定律得到系统的总动量p=∑pi 的改变量△p ,即由作用于系统的外力的合力F=∑pi 的改变量△p ,即由作用于系统的外力合力F=∑Fi 的冲量F △t 决定,即△p=F△t 。当外力的合力F=0时,△p=0。因此,在内力作用下,任一系统的总动量不变,内力只能改变系统内某一部分的动量。

2.牛顿从对天体运动的分析推广到普遍的万有引力定律。其数学表示式为

式中m1、m2分别表示互相吸引的两质点的质量,r 表示它们间的距离,F 表示这两个质点间引力的大小,G=6.67×10-11N ·m2/kg2,称为引力常数。

大事年表

1642年 8月,英国内战爆发,战争持续到1649年。

1643年 1月4日,伊萨克·牛顿出生于英国乌尔斯索普,母亲是汉纳·牛顿。他的父亲3个月前就去世了。

1655年 牛顿12岁,开始上格兰瑟姆文法学校。

1661年 6月牛顿18岁,进入剑桥大学。

1664年 春天,牛顿21岁,开始进行光的实验。

1665年 牛顿拿到文学士学位,并开始发展他自己的高等数学。 伦敦流行大鼠疫,并扩散到其他城市。牛顿离开剑桥,回到伍尔斯索普。

1666年 牛顿在引力定律方面取得了重大突破。

9月2日至6日,伦敦发生大火。

1667年 3月,牛顿返回剑桥大学。6个月内,他被推选为三一学院的研究员。

1669年 7月,牛顿的作品《分析论》开始发行。

10月,牛顿被任命为剑桥大学卢卡西讲座的数学教授,年仅26岁,是担任该职位的最年轻的人。

1670—1671年 牛顿研制出他的反射望远镜。

1672年 牛顿应邀参加皇家学会,这是一个由资深科学家组成的团体。

2月,牛顿向学会递交了他的入会后的第一篇论文。

1679年 6月,牛顿的母亲去世。

1684年 牛顿开始撰写他的《自然哲学的数学原理》,该书通称为《原理》。

1686年 4月28日,《原理》一书的摘要在皇家学会宣读。该书被视为科学界的经典作品。

1689年 牛顿被推选为剑桥大学代表,参加英国“国会会议”。 1693—1696年 牛顿患了一种奇怪的病。

1696年 3月,牛顿病体康复,接受皇家造币厂的监造员一职。 1699年 12月,47岁的牛顿被任命为皇家造币厂厂长。

1701年 牛顿被选为代表剑桥大学的英国下议院议员。

1703年 11月30日,牛顿被选为皇家学会主席。

1704年 牛顿有关光的研究的著作《光学》出版。

1705年 牛顿被安妮女王封为爵士。他是第一位获此殊荣的科学家。 1727年 3月30日,牛顿爵士逝世,享年84岁。

生平简介 科学成就 趣闻轶事 大事年表

一、生平简介

牛顿(1643—1727) 是英国著名的物理学家、数学家和天文学家,是十七世纪最伟大的科学巨匠。

1643年1月4日(儒略历1642年12月25日)牛顿诞生于英格兰林肯郡的小镇乌尔斯索普的一个自耕农家庭。12岁进入离家不远的格兰瑟姆中学。

牛顿于1661年以减费生的身份进入剑桥大学三一学院,

1664年成为奖学金获得者,1665年获学士学位。

1665~1666年伦敦大疫。剑桥离伦敦不远,为恐波及,学校停课。牛顿于1665年6月回故乡乌尔斯索普。

1667年牛顿返剑桥大学,10月1日被选为三一学院的仲院侣,次年3月16日被选为正院侣。当时巴罗对牛顿的才能有充分认识。1669年10月27日巴罗便让年仅26岁的牛顿接替他担任卢卡斯讲座的教授。

1672年起他被接纳为皇家学会会员,1703年被选为皇家学会主席 牛顿于1696年谋得造币厂监督职位,1699年升任厂长,1701年辞去剑桥大学工作。1705年受封为爵士。

牛顿晚年患有膀胱结石、风湿等多种疾病,于1727年3月30日深夜在伦敦去世,葬在威斯特教堂,终年84岁。人们为了纪念牛顿,特地用他的名字来命名力的单位,简称“牛”。

二、科学成就

牛顿一生对科学事业所做的贡献,遍及物理学、数学和天文学等领域。

1.牛顿在物理学上最主要的成就,是创立了经典力学的基本体系,从而光成了物理学史上第一次大综合。

2. 对于光学,牛顿致力于光的颜色和光的本性的研究,也作出了重大贡献。

3. 牛顿在数学方面,总结和发展了前人的工作,提出了“流数法”,建立了二项式定理,创立了微积分。

4. 在天文学方面,牛顿发现了万有引力定律,创制了反射望远镜,并且用它初步观察到了行星运动的规律。

牛顿在17世纪70年代设计的望远镜。它一般被称为反射望远镜,效果远优于伽利略所设计的著名的折射望远镜。

三、趣闻轶事

1. 关于苹果落地的故事

一个偶然的事件往往能引发一位科学家思想的闪光。

这是1666年夏末一个温暧的傍晚,在英格兰林肯郡乌尔斯索普,一个腋下夹着一本书的年轻人走进他母亲家的花园里,坐在一棵树下,开始埋头读他的书。当他翻动书页时,他头顶的树枝中有样东西晃动起来。一只历史上最著名的苹果落了下来,打在23岁的伊萨克牛顿的头上

恰巧在那天,牛顿正苦苦思索着一个问题:是什么力量使月球保持在环绕地球运行的轨道上,以及使行星保持在其环绕太阳运行的轨道上?为什么这只打中他脑袋的苹果会坠落到地上?正是从思考这一问题开始,他找到了这些的答案——万有引力理论。

由于牛顿的《自然哲学的数学原理》一书用的是欧几里德几何学的表述方式,它是一个严密的、完美的体系,书中没有叙述苹果落地的故事,致使许多人对苹果落地一说持保留意见。

实际上,牛顿的亲戚和朋友多次证实苹果落地的故事。法国文学家、科学家伏尔泰曾追忆过,他在牛顿去世前一年,即1726年去英国时,听牛顿的继姊妹说过,一天,牛顿躺在苹果树下,忽然看到一个苹果落地,引起了他的思考。牛顿灵机一动,脑中突然形成一种观点:苹果落地和行星绕日会不会由同一宇宙规律所支配的?悟出了万有引力定律。

牛顿晚年的一位密友斯多克雷也明确提到,在1726年4月的一天,和牛顿共进午餐后,一起来到牛顿家后园,并在苹果树下饮茶。在谈话中“他(指牛顿)告诉我正是在过去同样情况下,注意引力的思想出现在他的脑海里,那是在一棵苹果树下偶然发生的,当时他处于沉思冥想之中。” 还有牛顿晚年的另一位密友潘伯顿在有关追忆牛顿的著作中,也谈及因苹果落地而引起验证引力平方反比关系的故事。

牛顿在晚年再次讲述当时苹果的故事,那是离苹果落地时已经是60年过去了,为什么一个老人对此事记忆那么深刻,我认为有两个原因:首先是因为万有引力定律是一项举世瞩目的辉煌的成果,当事人对触发灵感的事件当然是深深的激动和怀念的;其次是与胡克的争执也留下深深的记忆,牛顿就从一个侧面澄清事实真相,应该认为苹果落地一说的事实是成立的。

2.科学研究的痴情

牛顿对于科学研究专心到痴情的地步。据说有一次牛顿煮鸡蛋,他一边看书一边干活,糊里糊涂地把一块怀表扔进了锅里,等水煮开后,揭盖一看,才知道错把怀表当鸡蛋煮了。还有一次,

一位来访的客人请他估价

一具棱镜。牛顿一下就被这具可以用作科学研究的棱镜吸引住了,毫不迟疑地回答说:“它是一件无价之宝!”客人看到牛顿对棱镜垂涎三尺,表示愿意卖给他,还故意要了一个高价。牛顿立即欣喜地把它买了下来,管家老太太知道了这件事,生气地说:“咳,你这个笨蛋,你只要照玻璃的重量折一个价就行了!”

3.喜欢养猫

传说牛顿在盖房子时,坚持要留大小两个猫洞,好让大猫走大洞、小猫走小洞。当然,这只是个传说,不足为据。不过牛顿喜欢养猫倒是真的。由于牛顿终身未婚,猫成了他生活中不可缺少的伙伴,但猫也给他惹了不小的麻烦,1692年牛顿母亲去世使他极其痛苦。一天早晨,他为了平静一下,到桥大学礼拜堂做礼拜时,忘了熄灭蜡烛,可能是猫闯的祸,蜡烛翻倒后,把摆在桌上的光学、化学手稿和其他论文化为灰烬。

4.终身未婚之迷

牛顿少年时代在一首诗里表白自己的远大抱负:

世俗的冠冕啊,我鄙视它如同脚下的尘土,

它是沉重的,而最佳也只是一场空虚;

可是现在我愉快地欢迎顶荆棘冠冕,

尽管刺得人痛,但味道主要的是甜;

我看见光荣之冠在我的面前呈现,

它充满幸福,永恒无边。

可以说,每一个伟大的科学家,都是富的激情、富有理想的诗人,但牛顿是一个追求用科学中的光线谱来解释他的理想的特殊类型的诗人。他让他的思想展翅飞翔,以整个宇宙作为藩篱。在他的整个心田里,填满了自然、宇宙。也许这是他终身未娶的最根本原因。

不过,牛顿并没有完全与爱情绝缘。他一生中甚至有过两次恋爱。牛顿23岁正在剑桥大学求学时,由于剑桥发生了瘟疫,学校放假。牛顿回到乡下,住在舅父家里。在那里,他一次爱上了美丽、聪明、好学、富有思想的表妹。表妹也很喜欢这个学识渊博、卓见非凡的大学生。他们常常一起散步。牛顿喜欢即兴发表长篇讲话,他的讲话内容又多是他正在学习和研究的问题。表妹虽听不懂,但她还是耐心地听,似乎觉得很有趣。牛顿在心里想:“这样一个可爱的女子,对于我所讲的觉得这样有味,我一定很不错。当然,她的脑筋一定也很好,是个不平凡的女子。如果能得到她的帮助,解决我的许多困难问题,与我共同工作,那该多好啊!”

但是牛顿生性腼腆,并未及时向表妹表白心中的爱情。等他回到剑桥大学后,又聚集会神地沉浸到科学研究中去了。他早已忘记了远方的乡村还有一位美丽的少女在等着他。他对个人生活一直不予重视,而她的表妹却误以为牛顿对她冷淡,便择夫另嫁了。牛顿因醉心于科学研究而耽误了一次爱情的大好时机。

牛顿实在太忙了,他连做梦想是宇宙、世界。他往往领带不结,鞋带不系好,马裤也不扣好,就走进大学餐厅。尽管如此,牛顿毕竟是个年轻人,还有一颗浪漫的心。有一次,“青春迫不及待的激情”,催使他向一位年轻姑娘求婚。他轻轻地握着她的手,含情脉脉地看着这位美人。正在这紧要关头,他的心思忽地溜到另一个世界去了。他的头脑中只剩下无穷量的二项式定理。他象做梦似的,下意识地抓住情人的一个手指,把它当成是通烟斗的通条,硬往烟斗里塞。姑娘痛得大叫一声,他才清醒过来。面对吃惊的姑娘,他连忙象只绵羊似的柔声道歉:“啊,亲爱的,饶恕我吧!我知道,我是不行了。看来,我是该打一辈子光棍!”

姑娘饶恕了牛顿,却无法理解他,爱情又成了泡影。科学上许多新的问题不断扑向牛顿的脑海,他整个热情都集中到了科学事业上。此后那种“青春的热情”再也没有涌现

《多彩的旋律》

5、名言

(1)“我不知道世人怎样看我,但我自己以为我不过像一个在海边玩耍的孩子,不时为发现比寻常更为美丽的一块卵石或一片贝壳而沾沾自喜,至于展现在我面前的浩翰的真理海洋,却全然没有发现。”

(2)“如果说我所看的比笛卡尔更远一点,那是因为站在巨人肩上的缘故”。

6、牛顿学说在中国传播及其影响

牛顿学说在中国的传播

牛顿生活的年代相当于明亡之前一年到清雍正5年,《自然哲学的数学原理》一书发表的时间相当于康熙25年。从牛顿《原理》发表的1687年到1840年的150余年间,牛顿物理学和天文学知识几乎没有介绍到中国。《原理》一书的基本内容直到鸦片战争之后才在中国传播。 牛顿学说对中国的影响

哥白尼的太阳中心说、开普勒的椭圆轨道、牛顿的万有引力三者相继传入中国,它们和中土奉为圭臬的“天动地静”、“天圆地方”、“阴阳相感”的传统有天壤之别。这就不能不引起中国人的巨大反响。

牛顿学说在中国的传播决不只是影响了学术界,唤醒了人们对于科学真理的认识。更重要的是,也为中国资产阶级改良派发起的戊戌变法(1898年)提供了一种舆论准备。这个运动的主将康有为、梁启超和谭嗣同等人,都无例外地从牛顿学说中寻找维新变法的根据,尤其是牛顿在科学上革故图新的精神鼓舞了清代一切希望变革社会的有志之士。

跳转Ⅰ

1.自耕农家庭

牛顿诞生于一个农民家庭

牛顿出生之前,父亲已去世。牛顿生而孱弱,过了3年,他的母亲再嫁给一位牧师,把孩子留在他祖母身边抚养。8年之后牧师病故,牛顿的母亲带着后夫所生的一子二女回到乌尔斯索普。牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自他的家庭处境。

牛顿少年时代喜欢摆弄机械小技巧。传说他做过一架磨坊的模型,动力是小老鼠;有一次他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜间村人看去惊疑是彗星出现。他喜欢绘画、雕刻,尤喜欢刻日晷,家里墙角、窗台上到处安放着他刻划的日晷,用以验看日影的移动,以知时刻。牛顿的母亲原希望他成为一个农民,能赡养家庭,但牛顿本人却无意于此而酷爱读书,以致经常忘了干活。随着年岁增大,牛顿越发爱好读书,喜欢沉思,做科学小试验。

2.格兰瑟姆中学

牛顿在格兰瑟姆中学读书时,曾寄寓在一位药剂师家里,使他受到化学实验的熏陶。他在中学时代学习成绩并不出众,只是爱好读书,对自然现象有好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤好几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类地记读书心得笔记,又喜欢别出心裁地做些小工具、小技巧、小发明、小试验。当时英国社会渗入基督教新教思想,牛顿家里有两位都以神父为职业的亲戚,这可能影响牛顿晚年的宗教生活。从这些平凡的环境和活动中,看不也幼年的牛顿是一个才能出众异于常人的儿童。

然而格兰瑟姆中学的校长J. 斯托克斯,还有牛顿的一位当神父的叔父W. 艾斯库别具慧眼,鼓励牛顿上大学读书。

3.剑桥大学

17世纪中叶,剑桥大学的教育制度还浸透着浓厚的中世纪经院哲学的气味。当牛顿进入剑桥大学时,那里还在传授一些经院式课程,如逻辑、古文、语法、古代史、神学等等。两年之后三一学院出现了新气象。H. 卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲,规定讲授自然科学知识如地理、物理、

天文和数学课程。讲座的第一任教授I. 巴罗是一位博学的科学家。就是这位教师把牛顿引向自然科学。在这段学习过程中,牛顿掌握了算术、三角,学习了欧几里得的《几何原理》。他又读开普勒的《光学》,笛卡儿的《几何学》和《哲学原理》,伽利略的《两大世界体系的对话》,R ·胡克的《显微图集》,还有皇家学会的历史和早期的《哲学学报》等。

4.1665~1666年

由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学熏陶和培养,对探索自然现象产生极为浓厚的兴趣。就在1665~1666年这两年之内,他在自然科学领域内思潮奔腾,才华迸发,思考前人从未思考过的问题,踏进前人没有涉及的领域,创建前所未有的惊人业绩。1665年初他创立级数近似法以及把任何幂的二项式化为一个级数的规则,同年11月,创立流数法(微分);次年1月,研究颜色理论;5月,开始研究反流数法(积分)。这一年内,牛顿还开始想到研究重力问题,并想把重力理论推广到月球的运行轨道上去。他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们轨道上的力必定与它们到旋转中心的距离平方成反比。牛顿见苹果落地而悟出地球引力的传说,说的也是在此时发生的轶事。总之,在家乡居住的这两年中,牛顿以比此后任何时候更为旺盛的精力从事科学创造,并关心自然哲学问题。由此可见,牛顿一生的重大科学思想是在他青春年华、思想敏锐短短两年期间孕育、萌发和形成的。

5.万有引力定律

1666年,牛顿对开普勒等人的工作作了详细研究。他受到地球上石块、苹果等物体的落体运动、抛体运动的启发,认为把月球看成是一种无终点的下落过程,就可以把作用于月球上的“天上的力”和作用在日常物体上的“地上的力”联系起来。牛顿运用巧妙的数学方法,根据当时已知的天文数据,算出重力在月球处产生的加速度是0.27厘米/秒2。他把地球表面上物体的重力加速度980厘米/秒2同它相比,发现比值3640几乎正好是地—月距离同地球半径之比的平方。于是牛顿得出结论:地心引力随物体到地心距离的平方成反比例减小。牛顿把这个结论推广到宇宙间的一切物体,达到万有的水平,建立了万有引力定律。

6.经典力学体系

牛顿对伽利略等人的工作也进行了详细研究和总结,把地球上物体的力学和天体力学统一起来,创立了经典力学体系。1685年到1687年在著名天文学家哈雷(1656—1742)等人的鼓励和帮助下,牛顿写了科学巨著《自然哲学的数学原理》。他在书中全面地、系统地论述了物体运动理论和万有引力理论。牛顿首先给出了质量、动量、惯性和力的定义。然后系统地表述了三个基本运动定律,就是惯性定律、力和加速度定律、作用和反作用定律。并且阐述了力的定律,也就是万有引力定律。牛顿根据这个力学理论,预言了岁差现象和地球的形状是扁平的,后来都被实验观察所证实。

7.光的颜色和光的本性

1666年牛顿把一张一半涂红色、一半涂蓝色的长纸片水平放置在实验台上,然后通过三棱镜用眼睛观察,发现当三棱镜的棱角朝上的时候,纸片的蓝色部分看起来比红色部分高;反过来,当棱角朝下的时候,纸片的红色部分看起来比蓝色部分高。受它启发,牛顿又用三棱镜来观察通过小孔的白色的日光光线,发现透过棱镜后,日光变成了一条垂直的彩色光带:红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。这样,他证明了白光是由不同颜色的光组成的,为光谱分析的研究打下了基础。1675年牛顿观察到了著名的牛顿环现象。1704年牛顿出版了《光学》一书,系统阐述了光的现象和光的本性,提出了光的微粒说。

8.创立了微积分

极限学说详述在《原理》第一编第一章11个引理和诠释之中,在那时详细说明了极限的意义:有两个相互依赖的物理量,当两个量逐渐变小时,牛顿称它为流数,它的比率也在逐渐变化,而自变量达到无限小时比率达到一个极限定值,牛顿叫它流率。即今称导数或微商。牛顿发现他的流变术非常有用,反过来此术可以求曲线包围的面积,即今所称积分。可以说《原理》一书的中心内容是论术了牛顿在数学上的伟大创造即微积分术,并且应用这个创造解决天体运动以及其他相物理问题。微积分之发明,史家也归功于莱布尼兹,对于这一数学上的伟大发明,牛顿与莱布尼兹孰先孰后,后世论者纷纷;即在当时两方亦就此书信往来,已有争议。试听爱因斯坦如何赞美牛顿和微分发现。他说“只有微分定律的形式才能完全满足近代物理学家对因果性的要求。微分定律的明晰概念是牛顿最伟大的理智成就之一”。

八、跳转Ⅱ

1.牛顿运动定律 (Newton 抇s laws of motion)经典力学的基本定律。在前人的研究基础上,Ⅰ. 牛顿创立了经典力学。他在《自然哲学的数学原理》著作中,提出了具有严谨逻辑结构的力学体系,使力学成为一门研究物体机械运动基本规律的学科。在这部著作中,牛顿定义了时间、空间、质量和力等基本概念,同时揭示了物体运动的基本规律。牛顿以这些基本概念和规律为基础,通过形式逻辑和数学分析方法建立了力学的公理体系。这些公理体系的基础是牛顿三大定律:牛顿第一定律(或称惯性定律);牛顿第二定律(或称运动基本定律);牛顿第三定律(或作用和反作用定律)。

慱牛顿第一定律 任何物体都保持静止的或匀速直线运动的状态,直到其他物体的作用迫使它改变这种状态为止。

这里物体是指质点,或指作平动的物体,而不考虑它的转动。由这一定律得知,只有其他物体作用于一物体时,才能改变这一物体的运动状态。物体保持它的原有运动状态不变的性质称为物体的惯性。所以牛顿第一定

律又称为惯性定律。惯性定律是由伽利略发现的,所以牛顿第一定律又称为伽利略惯性定律。

牛顿在第一定律中没有说明静止或运动状态是相对于什么参照系说的。然而,按牛顿的本意,这里所指的运动是在绝对时间过程中的相对于绝对空间的某一绝对运动。但是,这种观点并不符合A. 爱因斯坦的狭义相对论的观点,因为狭义相对论否定了绝对空间的存在。牛顿第一定律成立的参照系称为惯性参照系。

牛顿第二定律 物体和动量对时间的变化率同该物体所受的力成正比,并的方向相同。

这里的物体指的是质点。物体运动的动量p 定义为物体的质量m 同它的线速度v 的乘积p=mv。若作用于物体上的力为F ,选择质量、速度和力的适当单位,使比例系数为1,则牛顿第二定律可写成:

第二定律建立了力和动量的变化之间的关系,因此,它又称为质点运动定律。在这里,质量m 是物体惯性的量度;而力是改变物体运动状态的原因,这是力的学表现。

在经典力学中,质量m 是常数,令物体的加速度为

则第二定律可写成:F=ma,

它可表述为:物体运动的加速度a 同作用于该物体上的力F 成正比,而同物体的m 成反比;力和加速度的方向相同。

如果有几个力同时作用在一个物体上,实验证明:物体的加速度是这些力单独作用时所产生的加速度的矢量和,称为力的独立作用定律;

式中a 是物体在一组力同时作用时所产生的加速度;ai 是该物体在单个力Fi 作用时所产生的加速度。可见,一组力同时作用于一物体时所产生的加速度a 等于某一单力F 作用于该物体时所产生的加速度。力F=∑Fi 称为这组力Fi 的合力,这就是力和加速度的合成的平行四边形法则。

牛顿第二定律是大量实验观察的总结,它不能由理论推导出来。当物体不受力作用时,则v 为常量,即物体恒保持惯性运动。因此,第一定律可看成是第二定律的特殊情况,但第一定律又可看成是第二定律的基础。 牛顿第二定律只在惯性参照系中的物体运动速度远小于光速时才是正确的。当物体的速度v 接近于光速c 时,牛顿第二定律不再成立,物体运动规律由狭义相对论决定。对于绝大多数的工程实际问题,用牛顿第二定律求出的结果和实际情况是相当符合的。

牛顿第三定律 一物体对另一物体的作用同时引起另一物体对此物体的大小相等、方向相反的反作用,而且这两一条直线上;即两物体间的一对相互作用,永远等值反向,且在同一直线上。这个定律又称作用和反作用定律。

牛顿提出第三定律时,曾作过如下解释:“事实上如果某一样东西压在其他一样东西上(或者是拉它),那么这东西自己也受到后者的压力(或拉力)。如果某一个人用他的手指按在石头上,那么他的手指也要受石头的压力。”由第二定律可知,力是使物体的运动发生变化的原因。因此,如果物体A 撞击了物体B ,使物体B 的动量发生了,那么,物体B 也必然使物体A 的动量发生同样的变化,但它们的方向相反。所以,第三定律是研究质点系运动规律的基础。

由第三定律可知,当两物体不受外力作用而只有相互作用时,它们的总动量的变化为零。这个结论对于由任意多个物体组成的封闭系统也成立,即:构成一封闭系统的各物体的动量的矢量和P=∑mvi=∑pi 在整个运动期间内保持不变。这就是动量守恒定律,它是物理学的基本定律之一。这个定律不仅对于宏观的物体之间的相互作用成立,对于微观的质点(即原子、原子核和电子)之间的相互作用成立的。

n 个物体组成的物体系统(或质点系)彼此间的相互作用力称为内力,若作用于系统的外力分别为F1,F2,„,Fn ,则在△t 时间内由第二定律和第三定律得到系统的总动量p=∑pi 的改变量△p ,即由作用于系统的外力的合力F=∑pi 的改变量△p ,即由作用于系统的外力合力F=∑Fi 的冲量F △t 决定,即△p=F△t 。当外力的合力F=0时,△p=0。因此,在内力作用下,任一系统的总动量不变,内力只能改变系统内某一部分的动量。

2.牛顿从对天体运动的分析推广到普遍的万有引力定律。其数学表示式为

式中m1、m2分别表示互相吸引的两质点的质量,r 表示它们间的距离,F 表示这两个质点间引力的大小,G=6.67×10-11N ·m2/kg2,称为引力常数。

大事年表

1642年 8月,英国内战爆发,战争持续到1649年。

1643年 1月4日,伊萨克·牛顿出生于英国乌尔斯索普,母亲是汉纳·牛顿。他的父亲3个月前就去世了。

1655年 牛顿12岁,开始上格兰瑟姆文法学校。

1661年 6月牛顿18岁,进入剑桥大学。

1664年 春天,牛顿21岁,开始进行光的实验。

1665年 牛顿拿到文学士学位,并开始发展他自己的高等数学。 伦敦流行大鼠疫,并扩散到其他城市。牛顿离开剑桥,回到伍尔斯索普。

1666年 牛顿在引力定律方面取得了重大突破。

9月2日至6日,伦敦发生大火。

1667年 3月,牛顿返回剑桥大学。6个月内,他被推选为三一学院的研究员。

1669年 7月,牛顿的作品《分析论》开始发行。

10月,牛顿被任命为剑桥大学卢卡西讲座的数学教授,年仅26岁,是担任该职位的最年轻的人。

1670—1671年 牛顿研制出他的反射望远镜。

1672年 牛顿应邀参加皇家学会,这是一个由资深科学家组成的团体。

2月,牛顿向学会递交了他的入会后的第一篇论文。

1679年 6月,牛顿的母亲去世。

1684年 牛顿开始撰写他的《自然哲学的数学原理》,该书通称为《原理》。

1686年 4月28日,《原理》一书的摘要在皇家学会宣读。该书被视为科学界的经典作品。

1689年 牛顿被推选为剑桥大学代表,参加英国“国会会议”。 1693—1696年 牛顿患了一种奇怪的病。

1696年 3月,牛顿病体康复,接受皇家造币厂的监造员一职。 1699年 12月,47岁的牛顿被任命为皇家造币厂厂长。

1701年 牛顿被选为代表剑桥大学的英国下议院议员。

1703年 11月30日,牛顿被选为皇家学会主席。

1704年 牛顿有关光的研究的著作《光学》出版。

1705年 牛顿被安妮女王封为爵士。他是第一位获此殊荣的科学家。 1727年 3月30日,牛顿爵士逝世,享年84岁。


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