第72章 故事72 探索者之路:艾萨克·牛顿的科学之旅

小故事123 heor 2597 字 1个月前

3. 光学: 牛顿对光的研究非常深入,他通过实验发现白光实际上是由不同颜色的光组成的,这一发现颠覆了当时对光的理解。

个人着作:

《自然哲学的数学原理》(Philosophi? Naturalis Principia Mathematica): 这是牛顿最着名的着作,首次出版于1687年,其中详细阐述了他的三大运动定律和万有引力定律。

个人生活: 牛顿的个人生活相对孤独,他没有结婚,也没有孩子。他的性格被描述为孤僻和有些偏执,但他对科学的热爱和追求是显而易见的。

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晚年: 牛顿晚年成为了皇家学会的主席,并在1705年被封为爵士。他在科学界享有极高的声誉,但他依然保持着对科学的谦逊和热爱。

逝世: 1727年,牛顿在伦敦去世,被安葬在威斯敏斯特教堂,这是对他在科学领域巨大贡献的一种认可。

艾萨克·牛顿是科学史上的一位卓越人物,他的理论和发现对物理学、数学和天文学产生了深远的影响。然而,即便是这样一位伟大的科学家,他的理论和实践中也存在一些错误和误解。

1. 光学领域的误解:牛顿提出了光的微粒说,认为光是由实物粒子组成的。这一理论与波动说形成了对立,波动说认为光是以太的纵向振动,振动频率决定光色。牛顿的微粒说在解释光的反射和折射方面取得了成功,但在解释干涉和衍射等现象时则遇到了困难。直到20世纪初,光的波粒二象性被广泛接受,即光既具有波动性也具有粒子性。

2. 关于光速的错误结论:牛顿曾错误地得出结论,所有玻璃材料的折射和色散都是通过相同的线性函数相联系,因此认为透镜的色差无法被校正。这个结论在后来被证明是错误的,因为实际上可以通过组合不同折射率的玻璃来校正色差,这一发现促进了消色差透镜的发展。

3. 绝对时空观:牛顿提出了绝对时间和绝对空间的概念,这在他的力学体系中起到了基础性的作用。然而,这个观点后来被爱因斯坦的相对论所挑战。爱因斯坦提出时间和空间是相对的,它们与物质和能量的分布有关,在强引力场中,时间会变慢,空间会弯曲。

4. 关于引力的“第一推动力”:牛顿在解释行星运动的初始动力时,提出了“第一推动力”概念,认为一切行星都是在某种外来的“第一推动力”作用下才开始运动的。这个观点后来被认为是不必要的,因为现代物理学认为宇宙的演化不需要初始的“第一推动力”。

5. 炼金术和神学:牛顿在晚年沉迷于炼金术和神学的研究,试图通过科学现象来证明上帝的存在。虽然这在当时并不罕见,但从现代科学的角度来看,这种尝试将科学和宗教混合的做法被认为是基于错误的科学方法。

牛顿的这些误解和错误并不减少他作为一位伟大科学家的地位,反而显示了科学知识的发展是一个不断演进和修正的过程。

牛顿晚年生活

艾萨克·牛顿的晚年工作主要集中在几个领域。首先,他在行政和科学组织工作方面发挥了重要作用。1696年,牛顿被任命为英国皇家造币厂副厂长,并于1699年升任厂长,任职直至去世。他主持了当时英国最大的货币重铸工作,并以极大的热情和认真态度对待此职位。此外,牛顿在1703年被选为皇家学会会长,并任职长达24年,在任期内利用其身份进行科学组织活动,对近代数学、物理学和天文学的发展产生了重要影响。

牛顿的另一项重要工作是他的科学着作。他在1704年出版了《光学》一书,总结了他的光学研究成果,包括对光的反射、折射、弯曲和颜色的论述,也是对前人原理和定律的综合。同一年,他还出版了《三次曲线枚举》、《利用无穷级数求曲线的面积和长度》和《流数法》等数学着作。

牛顿晚年也投身于神学和炼金术的研究。他对炼金术的兴趣并非晚年才开始,而是贯穿了他的整个科研生涯。牛顿留下了大量的关于炼金术的手稿,这些手稿显示了他对炼金术实验和理论研究的深度投入。他对神学的研究同样深入,留下了大量关于宗教、神学和《圣经》解释的手稿。牛顿试图通过数学和自然哲学来解释宗教信仰,并寻求对宇宙的更深层次理解。

尽管牛顿在晚年的某些研究领域,如炼金术,在今天看来可能与科学相距甚远,但这些研究在当时并不被认为是非科学的,而是与他对自然界的探索紧密相关。他的这些工作显示了他对知识的广泛兴趣和深刻思考,以及他试图理解宇宙奥秘的持续追求。