牛頓的故事

　　被譽(yù)為近代科學(xué)的開創(chuàng)者牛頓，在科學(xué)上作出了巨大貢獻(xiàn)。他的三大成就——光的分析、萬有引力定律和微積分學(xué)，對現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

　　牛頓為什么能在科學(xué)上獲得巨大成就?他怎樣由一個(gè)平常的人成為一個(gè)偉大的科學(xué)家?要回答這些問題，我們不禁要聯(lián)想到他刻苦學(xué)習(xí)和勤奮工作的幾個(gè)故事。

　　“我一定要超過他!”

　　一談到牛頓，人們可能認(rèn)為他小時(shí)候一定是個(gè)“神童”、“天才”、有著非凡的智力。其實(shí)不然，牛頓童年身體瘦弱，頭腦并不聰明。在家鄉(xiāng)讀書的時(shí)候，很不用功，在班里的學(xué)習(xí)成績屬于次等。但他的興趣卻是廣泛的，游戲的本領(lǐng)也比一般兒童高。平時(shí)他愛好制作機(jī)械模型一類的玩藝兒，如風(fēng)車、水車、日晷等等。他精心制作的一只水鐘，計(jì)時(shí)較準(zhǔn)確，得到了人們的贊許。

　　有時(shí)，他玩的方法也很奇特。一天，他作了一盞燈籠掛在風(fēng)箏尾巴上。當(dāng)夜幕降臨時(shí)，點(diǎn)燃的燈籠借風(fēng)箏上升的力升入空中。發(fā)光的燈籠在空中流動，人們大驚，以為是出現(xiàn)了彗星。盡管如此，因?yàn)樗麑W(xué)習(xí)成績不好，還是經(jīng)常受到歧視。

　　當(dāng)時(shí)，封建社會的英國等級制度很嚴(yán)重，中小學(xué)里學(xué)習(xí)好的學(xué)生，可以歧視學(xué)習(xí)差的同學(xué)。有一次課間游戲，大家正玩得興高采烈的時(shí)候，一個(gè)學(xué)習(xí)好的學(xué)生借故踢了牛頓一腳，并罵他笨蛋。牛頓的心靈受到這種刺激，憤怒極了。他想，我倆都是學(xué)生，我為什么受他的欺侮?我一定要超過他!從此，牛頓下定決心，發(fā)奮讀書。他早起晚睡，抓緊分秒、勤學(xué)勤思。

　　經(jīng)過刻苦鉆研，牛頓的學(xué)習(xí)成績不斷提高，不久就超過了曾欺侮過他的那個(gè)同學(xué)，名列班級前茅。

　　籬笆下的樂趣

　　世界上有許多著名的科學(xué)家的家境是清貧的。他們在通往成功的道路上，都曾與困苦的境遇作過頑強(qiáng)的斗爭。牛頓少年時(shí)代的境遇也是十分令人同情的。

　　牛頓一六四二年出生在英國一個(gè)普通農(nóng)民的家里。在牛頓出生前不久，他的父親就去世了。母親在他兩歲那年改嫁了。當(dāng)牛頓十四歲的時(shí)候，他的繼父不幸故去了，母親回到家鄉(xiāng)，牛頓被迫休學(xué)回家，幫助母親種田過日子。母親想培養(yǎng)他獨(dú)立謀生，要他經(jīng)營農(nóng)產(chǎn)品的買賣。

　　一個(gè)勤奮好學(xué)的孩子多么不愿意離開心愛的學(xué)校啊!他傷心地哭鬧了幾次，母親始終沒有回心轉(zhuǎn)意，最后只得違心地按母親的意愿去學(xué)習(xí)經(jīng)商。每天一早，他跟一個(gè)老仆人到十幾里外的大鎮(zhèn)子去做買賣。牛頓非常不喜歡經(jīng)商，把一切事務(wù)都交托老仆人經(jīng)辦，自己卻偷偷跑到一個(gè)地方去讀書。

　　時(shí)光漸漸流逝，牛頓越發(fā)對經(jīng)商感到厭惡，心里所喜歡的只是讀書。后來，牛頓索性不去鎮(zhèn)里營商了，僅囑老仆人獨(dú)去。怕家里人發(fā)覺，他每天與老仆人一同出去，到半路停下，在一個(gè)籬笆下讀書。每當(dāng)下午老仆人歸來時(shí)，再一同回家。

　　這樣，日復(fù)一日，籬笆下的讀書生活倒也其樂無窮。一天，他正在籬笆下興致勃勃地讀書，趕巧被過路的舅舅看見。舅舅一看這個(gè)情景，很是生氣，大聲責(zé)罵他不務(wù)正業(yè);把牛頓的書搶了過來。舅舅一看他所讀的是數(shù)學(xué)書，上面畫著種種記號，心里受到感動。舅舅一把抱住牛頓，激動地說:“孩子，就按你的志向發(fā)展吧，你的正道應(yīng)該是讀書。”

　　回到家里后，舅舅竭力勸說牛頓的母親，讓牛頓棄商就學(xué)。在舅舅的幫助下，牛頓如愿以償?shù)貜?fù)學(xué)了。

　　在暴風(fēng)中研究和計(jì)算風(fēng)力

　　時(shí)間對人是一視同仁的，給人以同等的量，但人對時(shí)間的利用不同，而所得的知識也大不一樣。

　　牛頓十六歲時(shí)數(shù)學(xué)知識還很膚淺，對高深的數(shù)學(xué)知識甚至可以說是不懂。“知識在于積累，聰明來自學(xué)習(xí)”。牛頓下決心靠自己的努力攀上數(shù)學(xué)的高峰。在基礎(chǔ)差的不利條件下，牛頓能正確認(rèn)識自己，知難而進(jìn)。他從基礎(chǔ)知識、基本公式重新學(xué)起，扎扎實(shí)實(shí)、步步推進(jìn)。他研究完了歐幾里德幾何學(xué)后，又研究笛卡兒幾何學(xué)，對比之下覺得歐幾里德幾何學(xué)膚淺，便悉心鉆研笛氏幾何學(xué)，直到掌握要領(lǐng)、融會貫通。遂之發(fā)明了代數(shù)二項(xiàng)式定理。傳說中牛頓“大暴風(fēng)中算風(fēng)力”的佳話，可為牛頓身體力學(xué)的佐證。有一天，天刮著大風(fēng)暴。風(fēng)撒野地呼號著，塵土飛揚(yáng)，迷迷漫漫，使人難以睜眼。牛頓認(rèn)為這是個(gè)準(zhǔn)確地研究和計(jì)算風(fēng)力的好機(jī)會。于是，便拿著用具，獨(dú)自在暴風(fēng)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(fēng)吹走了算紙，幾次風(fēng)使他不得不暫停工作，但都沒有動搖他求知的欲望。他一遍又一遍，終于求得了正確的數(shù)據(jù)。他快樂極了，急忙跑回家去，繼續(xù)進(jìn)行研究。有志者事竟成。經(jīng)過勤奮學(xué)習(xí)，牛頓為自己的科學(xué)高塔打下了深厚的基礎(chǔ)。不久，牛頓的數(shù)學(xué)高塔就建成了，二十二歲時(shí)發(fā)明了微分學(xué)，二十三歲時(shí)發(fā)明了積分學(xué)，為人類科學(xué)事業(yè)作出了巨大貢獻(xiàn)。

　　萬有引力和光的秘密

　　牛頓二十三歲時(shí)，鼠疫流行于倫敦。劍橋大學(xué)為預(yù)防學(xué)生受傳染，通告學(xué)生休學(xué)回家避疫，學(xué)校暫時(shí)關(guān)閉。牛頓回到故鄉(xiāng)林肯郡鄉(xiāng)下。在鄉(xiāng)下度過的休學(xué)日子里，他從沒間斷過學(xué)習(xí)和研究。萬有引力、微積分、光的分析等發(fā)明的基礎(chǔ)工作，都是這個(gè)期間完成的。

　　那時(shí)，鄉(xiāng)下的孩子是常常用投石器打幾個(gè)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)之后，把石拋得很遠(yuǎn)。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉(zhuǎn)過，而牛奶不掉下來。

　　這些事實(shí)使他懷疑起來:“什么力量使投石器里面的石頭，以及水桶里的牛奶不掉下來呢?對于這個(gè)問題，他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空，周行不息的行星，廣寒的月球，直至龐大的地球，進(jìn)而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這時(shí)，牛頓一頭扎進(jìn)”引力“的計(jì)算和驗(yàn)證中了。牛頓計(jì)劃用這個(gè)原理驗(yàn)證太陽系各行星的行動規(guī)律。他首先推求月球距地球的距離，由于引用的資料數(shù)據(jù)不正確，計(jì)算的結(jié)果錯(cuò)了。因?yàn)橐览硗扑阍虑驀�繞地球轉(zhuǎn)，每分鐘的向心加速度應(yīng)是十六英尺，但據(jù)推算僅得十三點(diǎn)九英尺。在失敗的困境中，牛頓毫不灰心和氣餒，反而以更大的努力進(jìn)行辛勤地研究。整整經(jīng)過了七個(gè)春秋寒暑，到三十歲時(shí)終于把舉世聞名的”萬有引力定律“全面證明出來，奠定了理論天文學(xué)、天體力學(xué)的基礎(chǔ)。

　　這時(shí)期牛頓還對光學(xué)進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)了顏色的根源。一次，他在用自制望遠(yuǎn)鏡觀察天體時(shí)，無論怎樣調(diào)整鏡片，視點(diǎn)總是不清楚。他想，這可能與光線的折光有關(guān)。接著就實(shí)驗(yàn)起來。他在暗室的窗戶上留一個(gè)小圓孔用來透光，在室內(nèi)窗孔后放一個(gè)三棱鏡，在三棱鏡后掛好白屏接受通過三棱鏡折進(jìn)的光。結(jié)果，大出意外，牛頓驚異地看到，白屏上所接受的折光呈橢圓形，兩端現(xiàn)出多彩的顏色來。對這個(gè)奇異的現(xiàn)象，牛頓進(jìn)行了深入的思考。得知光受折射后，太陽的白光散為紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫七種顏色。因此，白光(陽光)是由紅、橙、黃、綠、藍(lán)、 靛、紫七色光線匯合而成。自然界雨后天晴，陽光經(jīng)過天空中余圍的雨滴的折射、反射，形成五彩繽紛的虹霓，正是這個(gè)道理。

　　經(jīng)過進(jìn)一步研究，牛頓指出世界萬物所以有顏色，并非其自身有顏色。太陽普照萬物，各物體只吸收它所接受的顏色，而將它所不能接受的顏色反射出來。這反射出來的顏色就是人們見到的各種物體的顏色。這一學(xué)說準(zhǔn)確地道出顏色的根源，世界上自古以來所出現(xiàn)的各種顏色學(xué)說都被它所推翻。

　　牛頓所以能取得如此巨大的成就，早年苦學(xué)所打下的深厚數(shù)學(xué)基礎(chǔ)起了重要作用。

　　進(jìn)入忘我的境界

　　在一個(gè)崎嶇的山路上，一位白發(fā)蒼蒼的老人牽著一匹馬在緩緩登山。人在前面慢慢地走，馬在后面一步步地跟，山谷中響著單調(diào)的馬蹄聲。走啊，走啊，馬突然脫韁而跑，老人由于沉浸在極度的思索之中，竟沒有發(fā)覺。老人依然不畏艱難地登著山，手里還牽著那根馬韁繩。當(dāng)他登到較平坦的地方想要騎馬時(shí) 一拉韁繩，拽到面前的只是一根繩，回頭一看馬早已沒有了。

　　牛頓每天除抽出少量的時(shí)間鍛煉身體外，大部分時(shí)間是在書房里度過的。一次，在書房中，他一邊思考著問題，一邊在煮雞蛋。苦苦地思索，簡直使他癡呆。突然，鍋里的水沸騰了，趕忙掀鍋一看，”啊!“他驚叫起來，鍋里煮的卻是一塊懷表。原來他考慮問題時(shí)竟心不在焉地隨手把懷表當(dāng)做雞蛋放在鍋里了。

　　還有一次，牛頓邀請一位朋友到他家吃午飯。他研究科學(xué)入了迷，把這件事忘掉了。他的傭人照例只準(zhǔn)備了牛頓個(gè)人吃的午飯。臨近中午，客人應(yīng)邀而來。客人看見牛頓正在埋頭計(jì)算問題，桌上、床上擺著稿紙、書籍�？吹竭@種情形，客人沒有打攪牛頓，見桌上擺著飯菜，以為是給他準(zhǔn)備的，便坐下吃了起來。吃完后就悄悄地走了。當(dāng)牛頓把題計(jì)算完了，走到餐桌旁準(zhǔn)備吃午飯時(shí)，看見盤子里吃過的雞骨頭，恍然大悟地說:”我以為我沒有吃飯呢，我還是吃了。“

　　這些故事究竟是真是假，并不關(guān)重要，不過表明了牛頓是一個(gè)怎樣沉思默想，不修邊幅，虛己斂容的人，他對科學(xué)極度的專心，總是想著星辰的旋轉(zhuǎn)，宇宙的變化，而進(jìn)入了忘我的境界。

　　謙虛謹(jǐn)慎、一絲不茍的學(xué)風(fēng)

　　”寬闊的河流平靜，學(xué)識淵博的人謙虛。“凡是對人類發(fā)展作出巨大貢獻(xiàn)的偉大人物，都有謙虛的美德。牛頓每當(dāng)在科學(xué)上獲得偉大成就時(shí)，從不沾沾自喜，自以為很了不起，急忙出版著作，以揚(yáng)名于世。

　　當(dāng)牛頓費(fèi)盡心血算出”萬有引力定律“后，沒有急于發(fā)表。而是繼續(xù)孜孜不倦地深思了數(shù)年，研究了數(shù)年，埋頭于數(shù)字計(jì)算之中，從未對任何人講過一句。后來，牛頓的朋友，大天文學(xué)家哈雷(彗星的發(fā)現(xiàn)者)，在證明一個(gè)關(guān)于行星軌道的規(guī)律遇到困難時(shí)，專程登門請教牛頓。牛頓把自己關(guān)于計(jì)算”萬有引力“的書稿交給哈雷看。哈雷看后才知道他所要請教的問題，正是牛頓早已解決、早已算好了的問題，心里欽羨不已。

　　在一六八四年十一月某一天，哈雷又到牛頓的寓所拜訪。當(dāng)談到有關(guān)天文學(xué)的學(xué)術(shù)問題時(shí)，牛頓拿出寫好的關(guān)于論證”萬有引力“的論文，請哈雷提意見。哈雷看后，對這一巨著感到非常驚訝。他欣喜地對牛頓說:”這真是偉大的論證、偉大的著作!“他再三奉勸牛頓盡快發(fā)表這部偉大著作，以造福于人類�？墒桥ｎD沒有聽信朋友的好意勸告，輕易地發(fā)表自己的著作。而是經(jīng)過長時(shí)間的一絲不茍的反復(fù)驗(yàn)證和計(jì)算，確認(rèn)正確無誤后，才于一六八七年七月將《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》發(fā)表于世。

　　牛頓是個(gè)十分謙虛的人，從不自高自大。曾經(jīng)有人問牛頓:”你獲得成功的秘訣是什么?“牛頓回答說:”假如我有一點(diǎn)微小成就的話，沒有其它秘訣，唯有勤奮而已。“他又說:”假如我看得遠(yuǎn)些，那是因?yàn)槲艺驹诰奕藗兊募缟稀?ldquo;這些話多么意味深長啊!它生動地道出牛頓獲得巨大成就的奧妙所在，這就是在前人研究成果的基礎(chǔ)上，以獻(xiàn)身的精神，勤奮地創(chuàng)造，開辟出科學(xué)的新天地。