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牛顿是有史以来最伟大的科学家，他在物理学、数学、天文学等领域取得了辉煌的成就。西方有诗：Nature and nature’s law lay hid in night. God said,let Newton be! And all was light。翻译成中文是“天不生牛顿，万古如长夜”。中国古代有诗“天不生仲尼，万古如长夜”，和仲尼不同的是，牛顿的理论照亮的是整个世界，并且会一直闪耀出灿烂的光芒。  牛顿在给胡克的一封信中写有一句话：如果我比别人看得更远，那是因为我站在巨人的肩上。这话非常客观，没有伽利略、开普勒等人的研究做铺垫，牛顿难以取得如此辉煌的成就。但“巨人的肩上”可能还有另一层含义，因为牛顿和胡克就谁首先发现中心吸引力与距离的平方成反比有争执。胡克说在1679年他给牛顿的信中曾提到他认为重力是按距离的平方成反比变化的，显然牛顿发现的万有引力与距离的平方成反比是受他的启发。牛顿则说在1666年，他就根据开普勒第三定律推出了万有引力与距离的平方成反比。 牛顿和同时期的莱布尼茨、胡克、惠更斯等多位科学家就一些发现的优先权有争执，而且几乎所有的争执都以牛顿把对方整惨为结果。由于胡克身材矮小，并且还有驼背，因此牛顿说自己是站在巨人肩上的另一层含义就是他的发现与胡克这个矮子无关。 争执归争执，几乎没有科技史工作者认为他们之间存在剽窃的可能，几乎一致认为他们是各自独立地发现了规律。因为他们各自的研究方法不同，各自要解决的问题也不同，并且还有手稿或书信记录着各自的发现历程。牛顿的很多重大发现是在他二十余岁时完成的，但是牛顿没有将自己的发现及时发表，直到四十多岁时才接受好友哈雷等的建议，完成《自然哲学的数学原理》。  既然同时期很多科学家和牛顿各自独立发现规律，既然牛顿自己也承认自己是站在巨人的肩上，为何在科学殿堂中牛顿不是和他们平起平坐，而是要比他们的伟大至少高出一个数量级？ 因为牛顿的确站得更高，看得更远。以万有引力为例，现有的资料显示胡克只是想到重力是与距离的平方成反比。而牛顿看到了苹果落地，并将苹果和月球联系起来。其他人看到的是月球没有落地，而牛顿看到了月球坠向地球。在牛顿看来，月球在某点的速度方向沿切线方向，如果地球突然消失，月球就不再在原轨道上运动，而是沿切线方向飞出去，由于地球的存在而使月球受到的重力将月球不断拉向地球。  开普勒第三定律指出行星绕太阳转动的半长轴的三次方与公转周期的二次方之比是定值，这是人类第一次用数学公式精确地描述科学规律，也正是从开普勒开始，天文学真正成为了一门精确科学。开普勒也凭他的伟大发现成为了17世纪至19世纪最伟大的几位科学家之一。但是和牛顿比起来，开普勒明显逊色很多。 开普勒只是看到了行星按照他给的三定律运动，而不知道为什么要按这样的规律运动，牛顿看到了为什么。牛顿说自己是根据开普勒第三定律推出万有引力与距离的平方成反比，在推导的过程中需要引入向心力的概念及表达式，这些正是牛顿在他大约21岁时给出的。引入向心力的概念后很容易推出太阳对行星的吸引力与行星到太阳距离的平方成反比，并且直接计算出行星绕太阳的轨道是椭圆。 牛顿还通过数学计算证明了月球在轨道上的向心力与在地球表面上的重力之比等于地球半径的平方与月球轨道半径的平方之比，从而表明地球拉着月球的力和使苹果下落的力是同一个力，遵循同一个表达式。牛顿还没有停下来，他大胆地指出这种引力普遍存在于一切物体之间，故名“万有引力”。牛顿的这种远见卓识是胡克远远没有达到的。 在牛顿之前，人们普遍认为天上的世界和地上的世界是不同的，神圣天体的运动和平凡地上物体的运动肯定是不同的，不可能遵循同样的规律。牛顿打破了这种认识，将天上的力和地上的力统一了起来。这次统一是物理学史上的第一次大统一，也奠定了物理学的“统一”发展路线。之后物理学上的每一次大统一都有伟大的科学家出现。直到现在，力的统一、相对论与量子力学的统一等仍然是物理学要解决的重大问题。 近代科学的建立过程也是神学衰退的过程。牛顿打破了天上的神圣，但在他的认识里还为上帝保留着位置。一百多年后拿破仑看到拉普拉斯的《天体力学》后问拉普拉斯为何没有在书中提到上帝？拉普拉斯坚定地回答：“陛下，我不需要那个假设！”今天数千颗人在地球卫星正按照牛顿设计好的轨道绕地球转动，阿波罗登月的飞船也是牛顿在驾驶着。人类的科学活动中需要的是牛顿，已经没有了上帝。 除了万有引力，牛顿的重大科学贡献还有：给出了运动学三大定律；独立发明了微积分；光学方面的基础性发现；发明了反射式望远镜等。天不生牛顿，万古如长夜。牛顿这颗太阳升起后，同时期以及之前科学家的伟大在其光辉面前只能黯淡下去。 |
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来自： hercules028 > 《Thinker》
