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他作为科学革命的关键人物而被人们记住,他在年轻时与苹果的所谓邂逅也经常被提及。 但是,艾萨克-牛顿的童年和早期的想法是如何为他后来在科学上的突破奠定基础,使他可以说是我们有史以来最伟大的科学家?
早期的孤独
所有的孩子都喜欢游戏,这是他们学习的方式。 但是年轻的艾萨克-牛顿关于游戏的想法从来都不是大多数年轻人喜欢的那种粗暴和翻滚的类型。
他出生于1642年,是一个绅士农夫的遗腹子,他把17世纪林肯郡的乡村作为他的游乐场。 尽管如此,没有任何关于他像其他孩子一样爬树、探索森林和在溪流中划船的记载。
Woolsthorpe庄园,牛顿的童年居所,如《艾萨克-牛顿爵士生活回忆录》第76页所示,作者威廉-斯图克利,1752年(来源:公共领域)。
他的祖母--他早年的监护人--知道他们家作为小贵族的社会地位,当地的小伙子们被认为不适合作为艾萨克的玩伴。 在他的一生中,这些早期被剥夺的同伴友谊使牛顿成为一个孤独的人。
他后来在笔记中记载,1650年代在格兰瑟姆的文法学校上学时,他试图让学校的同学们参与他所谓的 "哲学游戏",但他们并不感兴趣。 心理游戏适合牛顿,但身体活动,如追逐和摔跤,更符合他们的风格。
然而,牛顿并没有坐以待毙,他写下了进行一些风力辅助跳跃的实验--测试风的强度在多大程度上增强或阻碍了跳跃的距离。
当然,他没有准确测量的手段,尽管人们认为他做了一个基本的风速计来测量风的力量,是轻是重,如果不是它的精确速度的话。 绳子的长度可以用来显示相对的跳跃距离,但只有他能猜测他每次跳跃的努力是否相同,所以风是唯一的变量。
无论这些最初的实验有什么缺点,它们都表明自然界的机械原理是如何从小就吸引他的。 他探索它们的热情将贯穿他漫长的一生。
早期的发明
牛顿的同学们对他制作的一些玩具非常着迷,如果不是因为复杂的制造工艺的话。 挂在风筝上的灯笼,看起来像黑暗中的幽灵,让当地人感到害怕。
当格兰瑟姆正在建造一个新的风车时,牛顿观察并建造了自己的工作模型,由一只在某种仓鼠轮中运行的老鼠提供动力。 牛顿抱怨说,他称之为 "米勒先生 "的动物经常吃他应该研磨的谷物,但这个模型是一个相当大的成就,有手工雕刻的齿轮和轴。
J.M.W.透纳,林肯郡格兰瑟姆教堂的东北景,约1797年(来源:公共领域)。
牛顿在格兰瑟姆的威廉-克拉克药店住宿时,还为克拉克家的女孩们制作了娃娃屋家具,还有一辆轮子车,他在克拉克家的走廊上像滑板一样使用。 也许这些飞驰的滑稽动作为他后来关于运动和惯性的想法埋下了种子。
See_also: 瓦尔基里行动离成功有多远?牛顿无可否认的灵巧手艺的来源很难追踪。 他显然有一些与生俱来的天赋,但也许他家里的一个仆人,即伍尔斯特霍普庄园,向他展示了一些基本的木匠技能和工具的使用。
威廉-克拉克可能教过他木工、金属加工和如何处理玻璃。 我们知道,克拉克向他展示了如何混合和蒸馏药方--他后来在炼金术研究和实验中发展和完善了这些知识。
望远镜
1660年,17岁的牛顿去了剑桥大学。 当时,附近的斯托尔布里奇集市每年9月举行,是17世纪的e-bay版本,在那里几乎可以买到任何东西,从墨水到铁器,香料到眼镜。 牛顿在那里买了一个棱镜,可能还有其他玻璃制品,如镜片和镜子。
起初,他把玩着棱镜,欣赏着漂亮的彩虹,但这对他来说还不够神奇。
他必须知道,当无色的日光照射在无色的玻璃上时,颜色是怎么来的,从哪里来的。 其他人则认为是玻璃的效果创造了颜色,被认为是由光和影的程度组成。
剑桥大学三一学院的鸟瞰图,前景是大门和大庭院,背景是Nevile's Court和Wren图书馆。 David Loggan打印,1690年(来源:公共领域)。
牛顿用他的 "关键实验 "驳斥了这一点,表明颜色就在那里,在白光中结合在一起,当玻璃以不同的程度折射它们时,它们可以被分开并变得可见。
牛顿自学了如何完美地研磨镜片和抛光镜子。 将这些技能与他的金属制品和木工知识相结合,使他能够制造出小巧但效率极高的折射望远镜。 这个漂亮的仪器使他在1672年成为伦敦皇家学会会员。
可证明的真理
牛顿并不因其作为天文学家的工作而闻名,他只是用他的望远镜来观察行星、恒星和卫星,以获得乐趣或进行科学研究。 其他人可以这样做。
他想知道天体是如何以及为什么保持它们的位置并以它们的方式移动。 有什么东西使星星保持在正确的位置上这一确定性导致了他的引力理论--一种适用于整个宇宙的无形的力量。
艾萨克-牛顿的肖像,由Godfrey Kneller爵士绘制,1689年(来源:公共领域)。
这是一个不受欢迎的概念,当时科学正在放弃神秘的想法而支持可证明的真理。 月球的引力影响地球上的潮汐的可能性是他毕生努力量化的东西。
在其他科学家之前,牛顿就意识到行星的运动,它们的轨道服从平方反比定律。 当他在皇家学会的伙伴们怀疑这可能是事实的时候,他已经算出了数学方程来证明这一点。 通过这种方式,他将数学推进到新的学科 "流体",或微积分,正如今天所知。
这些是艾萨克-牛顿早期的一些想法,也是他后来工作的基础。 然而,他的整个科学生活始终是一项正在进行的工作。 他很少满足于完成的作品;理论可以改进,数学方程式可以检查和重新检查。
他仍在努力完善他的工作,学习和发展他的想法,直到他在84岁时去世。 也许正是他永不停息的追求,使他成为我们历史上最伟大的科学家。
托尼-芒特的《艾萨克-牛顿的世界》于2020年10月15日由Amberley出版社出版。 托尼是一位作家、历史教师和演讲者,拥有30年的个人和学术研究经验。 她的第一份工作是科学,然后是多年的教学工作。 在最新的研究报告《艾萨克-牛顿的世界》中,她回到了自己的初恋--科学,有机会重新审视一位世界上最著名的人物。
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