Ⅰ 《科学家的故事》亲子共读,快一点,可以只有孩子的,小学六年级水准,今晚就要谢谢!
降伏雷电的人 1780年,英国国王乔治三世亲自下令,要把皇宫和全国各地建筑物上尖头避雷针换成圆头避雷针。但是,没有人执行他这个愚蠢的命令。乔治三世十分恼火,立即叫来了,英国皇家学会会长普林格尔,对他说:“教授,现在请你公开宣布:圆头避雷针比尖头避雷针安全。” 面对国王威严的脸色,普林格尔沉默了片刻。随即,他坚定不移地回答说:“陛下,许多事都可以按你的愿望去做,但这一件事违背了科学,我不能照办。” 英国国王为什么这样仇恨尖头避雷针呢?因为曾经是英国海外最大的一块殖民地的美国宣布脱离英国独立了,偏偏发明避雷针的是一个美国人。 美国人富兰克林发明了避雷针。他不仅是一位杰出的科学家,被尊称为美国“科学之父”;而且还是一位著名的政治家,参加发起了美国的独立战争。 富兰克林的知识,完全是靠自学得来的。他的父亲是做蜡烛和肥皂的。12岁,他就到已经印刷厂当学徒。因此,他认识了一个书店的店员,那人常常把新书借给他。但是,晚上借的书,第二天早上必须送还。富兰克林读书经常读到天亮。他自己说,读书是他生活的唯一的娱乐。 再后来,他又和几个爱书的朋友在美国费城组织起一个名叫“共读社”的俱乐部。大家拿出自己的书轮流读,这样,一个人能读到更多的书。小小的“共读社”后来竟被富兰克林发展成全美有影响的一座公共图书馆。 富兰克林的科学生涯是从1746年研究电学开始的。 在这以前,人们虽然已经知道了“电”这样的东西,但对它的了解却很肤浅,只知道摩擦能生电,知道有带电的物体和不带电的物体。1745年,荷兰莱顿大学一个教授发明了一种能收集和放出电的“莱顿瓶”,轰动了整个欧洲。业余爱好者们争相示范、表演和实验,有的用莱顿瓶杀老鼠,有的用他点燃火药。富兰克林得到了伦敦朋友送他的一只莱顿瓶,于是便开始研究电的现象。 富兰克林用莱顿瓶进行放电实验时,面对电火花的闪光和劈啪声,总是情不自禁地联想起天空的雷电。电闪雷鸣是不是大自然的一种放电现象呢?富兰克林为这一想法激动不已。为了证明自己的发现,他做了一个著名的捕捉天电的实验。 他用绸子做了一只大风筝,风筝顶端插上一根尖尖的铁针,又用丝带连结铁针引向地面;丝带的末端系一把铜钥匙,钥匙插在一只莱顿瓶里。 这样的电学实验是很危险的,富兰克林曾有一次将几个莱顿瓶连接起来,准备用强电杀死一只火鸡。不料实验还未开始,他就碰到了莱顿瓶,一下子被击昏过去。醒来后他说:“好家伙,我本想电死一只火鸡,却差一点电死一个傻瓜。”捕捉天电的危险,就更不用说了。1753年7月26日,俄国科学家罗蒙诺索夫和他的老师在圣彼得堡做闪电实验,结果遭受雷击,他的老师当场牺牲。 1752年7月的一个雷雨天,富兰克林和他的儿子将风筝放上天空。父子俩躲在一间小木棚的屋檐下,紧握着异界没有被雨水淋湿的丝带,目不转睛地注视着风筝的动静。突然,天空亮起一条狂舞的“银蛇”,丝带上蓬松的毛头一根根全竖立起来。富兰克林用手试着靠近铜钥匙,“噼啪”一声,一朵蓝色的电火花从铜钥匙上跳出来,他的手臂一阵发麻。啊!这说明云层中的电确实通过风筝和丝带传下来了。 几千年来人们相信:电闪雷鸣是天神发怒。富兰克林用实验说明,打雷不过是大自然的一种放电现象,天上的电和地上的电没有什么本质的区别。富兰克林由此发明了避雷针,为保护人类生命财产的安全作出了贡献。 摘自儿子的故事书《科学家的故事》
Ⅱ 小学一年级的科学家故事
阿基米德洗澡.牛顿请客.爱迪生做风车
Ⅲ 小学四年级科学家小故事读书笔记有什么收获
《科学家的故事》读后感 我仔细地阅读了《大科学家的小故事》,这篇文章很具有吸引力,越读越引人深思,我不禁掩卷沉思,一时思绪万千,趴在桌子上思索着,...
Ⅳ 人教版小学语文有一个数学家和小女孩的故事,求原故事或告诉这个科学家的名字
爱因斯坦和小女孩
1940年的一天下午,一个12岁的小姑娘边走边玩,一下撞上了迎面而来的一位老人。
老人蓄着一撮短而硬的小胡子,一双棕褐色的眼睛深陷在眼窝里,长着一头蓬乱的灰白头发。他一边埋头走路,一边像是在思考着什么。冷不丁被小姑娘一撞,他抬起头,友好地冲女孩一笑:“对不起,小姑娘,是我不小心。”说完,又低头向前走去。女孩望着老人,只见他穿的衣服又肥又长,整个人就像裹在一张大被单里,脚下趿拉着一双卧室里穿的拖鞋。“嘿!这个人简直就是从我的童话故事书里走出来的。”小女孩这么想。
回到家,她将碰到这老人的事情告诉了父亲。父亲听后兴奋地说:“孩子,你今天撞着了当今世界上最伟大的人。他是爱因斯坦!”女孩直纳闷:这个连衣服也穿不整齐的人,怎么能是“最伟大的人”呢?
第二天,女孩又遇上了那老人。他仍是衣衫不整,仍是一面踱步一面埋头沉思。“先生,你好!”小姑娘说,“我父亲说你是最伟大的爱因斯坦……”“噢,他只讲对了一半,我是爱因斯坦,但并不伟大。”“我说也是嘛,瞧你,穿衣服还不会呢,怎么谈得上伟大?”
听了这话,爱因斯坦那深陷的眼窝里突然放射出温柔的目光,他低头看了看自己的装束,两手一摊,肩膀一耸,冲小姑娘做了个鬼脸:“你说得对,我是不会对付衣服鞋子这类玩意儿,但愿你肯教我。”“这还不简单!”女孩将平日妈妈教给她的穿戴要领一口气全说了出来。“能记住吗?”她问。“也许能。”
第三天下午,爱因斯坦在路边等待放学回家的小姑娘。小姑娘看见他的时候简直吓了一跳,他整个变了一个人,按小姑娘说的那样穿戴得整整齐齐。“爱因斯坦先生,你比昨天年轻了20岁。”“是吗?太好了!我打算请你到我那里作客。”小姑娘跟着爱因斯坦走进了他的工作室。工作室很大,到处摆着书架和书,屋子中间摆着一张办公桌,桌上的东西乱得一塌糊涂。“你得学会自己照顾自己。”女孩这样说。“呵,小教授,请你再教教我。”于是,小姑娘手把手地教起了爱因斯坦。
从此,小姑娘每天放学回家,都要到爱因斯坦的工作室坐坐。
一天,小姑娘的母亲在街上遇到了爱因斯坦,她好奇地问:“爱因斯坦教授,我女儿跟您在一起时,你们都谈些啥?”“她教我怎样穿戴,怎样放东西和布置房间。我呢,什么也帮不了她,只好教她做数学作业。”
Ⅳ 谁知道一些关于科学家的故事,可以讲给小学生听的
爱迪生
爱迪生一生只上过三个月的小学,他的学问是靠母亲的教导和自修得来的。他的成功,应该归功于母亲自小对他的谅解与耐心的教导,才使原来被人认为是低能儿的爱迪生,长大后成为举世闻名的“发明大王”。
爱迪生从小就对很多事物感到好奇,而且喜欢亲自去试验一下,直到明白了其中的道理为止。长大以后,他就根据自己这方面的兴趣,一心一意做研究和发明的工作。他在新泽西州建立了一个实验室,一生共发明了电灯、电报机、留声机、电影机、磁力析矿机、压碎机等等总计两千余种东西。爱迪生的强烈研究精神,使他对改进人类的生活方式,作出了重大的贡献。
“浪费,最大的浪费莫过于浪费时间了。” 爱迪生常对助手说。“人生太短暂了,要多想办法,用极少的时间办更多的事情。”
一天,爱迪生在实验室里工作,他递给助手一个没上灯口的空玻璃灯泡,说:“你量量灯泡的容量。”他又低头工作了。
过了好半天,他问:“容量多少? ”他没听见回答,转头看见助手拿着软尺在测量灯泡的周长、斜度,并拿了测得的数字伏在桌上计算。他说:“时间,时间,怎么费那么多的时间呢?”爱迪生走过来,拿起那个空灯泡,向里面斟满了水,交给助手,说:“里面的水倒在量杯里,马上告诉我它的容量。”
助手立刻读出了数字。
爱迪生 说:“这是多么容易的测量方法啊,它又准确,又节省时间,你怎么想不到呢?还去算,那岂不是白白地浪费时间吗?”
助手的脸红了。
爱迪生喃喃地说:“人生太短暂了,太短暂了,要节省时间,多做事情啊!”
爱迪生未成名前是个穷工人。一次,他的老朋友在街上遇见他,关心地说:“看你身上这件大衣破得不象样了,你应该换一件新的。”
“用得着吗?在纽约没人认识我。” 爱迪生毫不在乎地回答。
几年过去了,爱迪生成了大发明家。
有一天,爱迪生又在纽约街头碰上了那个朋友。“哎呀”,那位朋友惊叫起来,“你怎么还穿这件破大衣呀?这回,你无论如何要换一件新的了!”
“用得着吗?这儿已经是人人都认识我了。” 爱迪生仍然毫不在乎地回答。
如今,电话走进了千家万户,你知道电话是谁发明的吗?
贝尔,就是发明电话的人。他1847年生于英国,年轻时跟父亲从事聋哑人的教学工作,曾想制造一种让聋哑人用眼睛看到声音的机器。
1873年,成为美国波士顿大学教授的贝尔,开始研究在同一线路上传送许多电报的装置——多工电报,并萌发了利用电流把人的说话声传向远方的念头,使远隔千山万水的人能如同面对面的交谈。于是,贝尔开始了电话的研究。
那是1875年6月2日,贝尔和他的助手华生分别在两个房间里试验多工电报机,一个偶然发生的事故启发了贝尔。华生房间里的电报机上有一个弹簧粘到磁铁上了,华生拉开弹簧时,弹簧发生了振动。与此同时,贝尔惊奇地发现自己房间里电报机上的弹簧颤动起来,还发出了声音,是电流把振动从一个房间传到另一个房间。贝尔的思路顿时大开,他由此想到:如果人对着一块铁片说话,声音将引起铁片振动;若在铁片后面放上一块电磁铁的话,铁片的振动势必在电磁铁线圈中产生 时大时小的电流。这个波动电流沿电线传向远处,远处的类似装置上不就会发生同样的振动,发出同样的声音吗?这样声音就沿电线传到远方去了。这不就是梦寐以求的电话吗!
贝尔和华生按新的设想制成了电话机。在一次实验中,一滴硫酸溅到贝尔的腿上,疼得他直叫喊:“华生先生,我需要你,请到我这里来!” 这句话由电话机经电线传到华生的耳朵里,电话成功了!1876年3月7日,贝尔成为电话发明的专利人。
贝尔一生获得过18种专利,与他人合作获得12种专利。他设想将电话线埋入地下,或悬架在空中,用它连接到住宅、乡村、工厂…… 这样,任何地方都能直接通电话。今天,贝尔的设想早已成为现实。
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Ⅵ 小学生征文科学家的故事二百字大全
邓稼先,每一复个中国人都为之制骄傲的名字.他出生于安徽怀宁县一个书香门第之家.在父亲指点下打下了很好的中西文化基础,于1941年考入西南联合大学物理系.翌年,他回到北平,受聘担任了北京大学物理系助教,抱着学更多的本领以建设新中国之志,他于1947年通过了赴美研究生考试,于翌年秋进入美国印第安纳州的普渡大学研究生院.由于他学习成绩突出,不足两年便读满学分,并通过博士论文答辩.此时他只有26岁,人称“娃娃博士”.
Ⅶ 小学二年级学过哪些科学家的故事
爱迪生
Ⅷ 发明家的故事(适合一年级小学生的,简短,有趣)
发明家的故事
跳动抄的壶盖
瓦特是二百多年前英国的科学家。
他小的时候,有一天看祖母做饭。火炉上,一壶水开了。开水在壶里翻滚,壶盖不住地上下跳动,发出啪啪的声音。
瓦特很奇怪,就问祖母:“奶奶,壶盖为什么会跳动呢?”
祖母说:“水开了,壶盖就跳动了。”
瓦特又问:“为什么水开了,壶盖就会跳动呢?”
祖母回答不上来。
从此,瓦特就常常坐在炉子旁边仔细地观察。他看见水开了,壶里的水汽直往上冒,冲起了壶盖。他想:壶盖是被水汽推动的,一壶开水产生的水汽,能够推动一个壶盖,更多的开水会产生更多的水汽,不是可以推动更重的东西吗?
瓦特长大以后,还是不断研究这个问题。他吸取了前人的经验,经过很多试验,终于发明了蒸汽机。
不认识的字,可以去查字典。
Ⅸ 每一个重大发明创造的背后都有一个伟大的科学家。你知道他们的故事吗你从中学到了什么精神呢(小学六
张衡——地动仪 祖冲之——圆周率 僧一行——子午线 加利略——力学 牛顿——万有引力 卢瑟福——原子模型 波尔——量子力学 哈勃——宇宙膨胀理论 哥白尼——日心说 达尔文——进化论 少年牛顿 牛顿:1643年1月4日,在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里,牛顿诞生了。牛顿是一个早产儿,出生时只有三磅重,接生婆和他的亲人都担心他能否活下来。谁也没有料到这个看起来微不足道的小东西会成为了一位震古烁今的科学巨人,并且竟活到了85岁的高龄。 牛顿出生前三个月父亲便去世了。在他两岁时,母亲改嫁给一个牧师,把牛顿留在外祖母身边抚养。11岁时,母亲的后夫去世,母亲带着和后夫所生的一子二女回到牛顿身边。牛顿自幼沉默寡言,性格倔强,这种习性可能来自它的家庭处境。 大约从五岁开始,牛顿被送到公立学校读书。少年时的牛顿并不是神童,他资质平常,成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。 传说小牛顿把风车的机械原理摸透后,自己制造了一架磨坊的模型,他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上,然后在轮子的前面放上一粒玉米,刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不断的跑动,于是轮子不停的转动;又一次他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜间村人看去惊疑是彗星出现;他还制造了一个小水钟。每天早晨,小水钟会自动滴水到他的脸上,催他起床。他还喜欢绘画、雕刻,尤其喜欢刻日晷,家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷,用以验看日影的移动。 牛顿12岁时进了离家不远的格兰瑟姆中学。牛顿的母亲原希望他成为一个农民,但牛顿本人却无意于此,而酷爱读书。随着年岁的增大,牛顿越发爱好读书,喜欢沉思,做科学小实验。他在格兰瑟姆中学读书时,曾经寄宿在一位药剂师家里,使他受到了化学试验的熏陶。 牛顿在中学时代学习成绩并不出众,只是爱好读书,对自然现象由好奇心,例如颜色、日影四季的移动,尤其是几何学、哥白尼的日心说等等。他还分门别类的记读书笔记,又喜欢别出心裁的作些小工具、小技巧、小发明、小试验。 当时英国社会渗透基督教新思想,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,还看不出幼年的牛顿是个才能出众异于常人的儿童。 后来迫于生活,母亲让牛顿停学在家务农,赡养家庭。但牛顿一有机会便埋首书卷,以至经常忘了干活。每次,母亲叫他同佣人一道上市场,熟悉做交易的生意经时,他便恳求佣人一个人上街,自己则躲在树丛后看书。有一次,牛顿的舅父起了疑心,就跟踪牛顿上市镇去,发现他的外甥伸着腿,躺在草地上,正在聚精会神地钻研一个数学问题。牛顿的好学精神感动了舅父,于是舅父劝服了母亲让牛顿复学,并鼓励牛顿上大学读书。牛顿又重新回到了学校,如饥似渴地汲取着书本上的营养。 求学岁月 1661年,19岁的牛顿以减费生的身份进入剑桥大学三一学院,靠为学院做杂务的收入支付学费,1664年成为奖学金获得者,1665年获学士学位。 17世纪中叶,剑桥大学的教育制度还渗透着浓厚的中世纪经院哲学的气味,当牛顿进入剑桥时,哪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。两年后三一学院出现了新气象,卢卡斯创设了一个独辟蹊径的讲座,规定讲授自然科学知识,如地理、物理、天文和数学课程。 讲座的第一任教授伊萨克·巴罗是个博学的科学家。这位学者独具慧眼,看出了牛顿具有深邃的观察力、敏锐的理解力。于是将自己的数学知识,包括计算曲线图形面积的方法,全部传授给牛顿,并把牛顿引向了近代自然科学的研究领域。 在这段学习过程中,牛顿掌握了算术、三角,读了开普勒的《光学》,笛卡尔的《几何学》和《哲学原理》,伽利略的《两大世界体系的对话》,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。 牛顿在巴罗门下的这段时间,是他学习的关键时期。巴罗比牛顿大12岁,精于数学和光学,他对牛顿的才华极为赞赏,认为牛顿的数学才超过自己。后来,牛顿在回忆时说道:“巴罗博士当时讲授关于运动学的课程,也许正是这些课程促使我去研究这方面的问题。” 当时,牛顿在数学上很大程度是依靠自学。他学习了欧几里得的《几何原本》、笛卡儿的《几何学》、沃利斯的《无穷算术》、巴罗的《数学讲义》及韦达等许多数学家的著作。其中,对牛顿具有决定性影响的要数笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》,它们将牛顿迅速引导到当时数学最前沿~解析几何与微积分。1664年,牛顿被选为巴罗的助手,第二年,剑桥大学评议会通过了授予牛顿大学学士学位的决定。 1665~1666年严重的鼠疫席卷了伦敦,剑桥离伦敦不远,为恐波及,学校因此而停课,牛顿于1665年6月离校返乡。 由于牛顿在剑桥受到数学和自然科学的熏陶和培养,对探索自然现象产生浓厚的兴趣,家乡安静的环境又使得他的思想展翅飞翔。1665~1666年这段短暂的时光成为牛顿科学生涯中的黄金岁月,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,踏进了前人没有涉及的领域,创建了前所未有的惊人业绩。 1665年初,牛顿创立级数近似法,以及把任意幂的二项式化为一个级数的规则;同年11月,创立正流数法(微分);次年1月,用三棱镜研究颜色理论;5月,开始研究反流数法(积分)。这一年内,牛顿开始想到研究重力问题,并想把重力理论推广到月球的运动轨道上去。他还从开普勒定律中推导出使行星保持在它们的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,说的也是此时发生的轶事。 总之,在家乡居住的两年中,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。他的三大成就:微积分、万有引力、光学分析的思想都是在这时孕育成形的。可以说此时的牛顿已经开始着手描绘他一生大多数科学创造的蓝图。 1667年复活节后不久,牛顿返回到剑桥大学,10月1日被选为三一学院的仲院侣(初级院委),翌年3月16日获得硕士学位,同时成为正院侣(高级院委)。1669年10月27日,巴罗为了提携牛顿而辞去了教授之职,26岁的牛顿晋升为数学教授,并担任卢卡斯讲座的教授。巴罗为牛顿的科学生涯打通了道路,如果没有牛顿的舅父和巴罗的帮助,牛顿这匹千里马可能就不会驰骋在科学的大道上。巴罗让贤,这在科学史上一直被传为佳话。 伟大的成就~建立微积分 在牛顿的全部科学贡献中,数学成就占有突出的地位。他数学生涯中的第一项创造性成果就是发现了二项式定理。据牛顿本人回忆,他是在1664年和1665年间的冬天,在研读沃利斯博士的《无穷算术》时,试图修改他的求圆面积的级数时发现这一定理的。 笛卡尔的解析几何把描述运动的函数关系和几何曲线相对应。牛顿在老师巴罗的指导下,在钻研笛卡尔的解析几何的基础上,找到了新的出路。可以把任意时刻的速度看是在微小的时间范围里的速度的平均值,这就是一个微小的路程和时间间隔的比值,当这个微小的时间间隔缩小到无穷小的时候,就是这一点的准确值。这就是微分的概念。 求微分相当于求时间和路程关系得在某点的切线斜率。一个变速的运动物体在一定时间范围里走过的路程,可以看作是在微小时间间隔里所走路程的和,这就是积分的概念。求积分相当于求时间和速度关系的曲线下面的面积。牛顿从这些基本概念出发,建立了微积分。 微积分的创立是牛顿最卓越的数学成就。牛顿为解决运动问题,才创立这种和物理概念直接联系的数学理论的,牛顿称之为"流数术"。它所处理的一些具体问题,如切线问题、求积问题、瞬时速度问题以及函数的极大和极小值问题等,在牛顿前已经得到人们的研究了。但牛顿超越了前人,他站在了更高的角度,对以往分散的努力加以综合,将自古希腊以来求解无限小问题的各种技巧统一为两类普通的算法——微分和积分,并确立了这两类运算的互逆关系,从而完成了微积分发明中最关键的一步,为近代科学发展提供了最有效的工具,开辟了数学上的一个新纪元。 牛顿没有及时发表微积分的研究成果,他研究微积分可能比莱布尼茨早一些,但是莱布尼茨所采取的表达形式更加合理,而且关于微积分的著作出版时间也比牛顿早。 在牛顿和莱布尼茨之间,为争论谁是这门学科的创立者的时候,竟然引起了一场悍然大波,这种争吵在各自的学生、支持者和数学家中持续了相当长的一段时间,造成了欧洲大陆的数学家和英国数学家的长期对立。英国数学在一个时期里闭关锁国,囿于民族偏见,过于拘泥在牛顿的“流数术”中停步不前,因而数学发展整整落后了一百年。 应该说,一门科学的创立决不是某一个人的业绩,它必定是经过多少人的努力后,在积累了大量成果的基础上,最后由某个人或几个人总结完成的。微积分也是这样,是牛顿和莱布尼茨在前人的基础上各自独立的建立起来的。 1707年,牛顿的代数讲义经整理后出版,定名为《普遍算术》。他主要讨论了代数基础及其(通过解方程)在解决各类问题中的应用。书中陈述了代数基本概念与基本运算,用大量实例说明了如何将各类问题化为代数方程,同时对方程的根及其性质进行了深入探讨,引出了方程论方面的丰硕成果,如,他得出了方程的根与其判别式之间的关系,指出可以利用方程系数确定方程根之幂的和数,即“牛顿幂和公式”。 牛顿对解析几何与综合几何都有贡献。他在1736年出版的《解析几何》中引入了曲率中心,给出密切线圆(或称曲线圆)概念,提出曲率公式及计算曲线的曲率方法。并将自己的许多研究成果总结成专论《三次曲线枚举》,于1704年发表。此外,他的数学工作还涉及数值分析、概率论和初等数论等众多领域。 伟大的成就~对光学的三大贡献 在牛顿以前,墨子、培根、达·芬奇等人都研究过光学现象。反射定律是人们很早就认识的光学定律之一。近代科学兴起的时候,伽利略靠望远镜发现了“新宇宙”,震惊了世界。荷兰数学家斯涅尔首先发现了光的折射定律。笛卡尔提出了光的微粒说…… 牛顿以及跟他差不多同时代的胡克、惠更斯等人,也象伽利略、笛卡尔等前辈一样,用极大的兴趣和热情对光学进行研究。1666年,牛顿在家休假期间,得到了三棱镜,他用来进行了著名的色散试验。一束太阳光通过三棱镜后,分解成几种颜色的光谱带,牛顿再用一块带狭缝的挡板把其他颜色的光挡住,只让一种颜色的光在通过第二个三棱镜,结果出来的只是同样颜色的光。这样,他就发现了白光是由各种不同颜色的光组成的,这是第一大贡献。 牛顿为了验证这个发现,设法把几种不同的单色光合成白光,并且计算出不同颜色光的折射率,精确地说明了色散现象。揭开了物质的颜色之谜,原来物质的色彩是不同颜色的光在物体上有不同的反射率和折射率造成的。公元1672年,牛顿把自己的研究成果发表在《皇家学会哲学杂志》上,这是他第一次公开发表的论文。 许多人研究光学是为了改进折射望远镜。牛顿由于发现了白光的组成,认为折射望远镜透镜的色散现象是无法消除的(后来有人用具有不同折射率的玻璃组成的透镜消除了色散现象),就设计和制造了反射望远镜。 牛顿不但擅长数学计算,而且能够自己动手制造各种试验设备并且作精细实验。为了制造望远镜,他自己设计了研磨抛光机,实验各种研磨材料。公元1668年,他制成了第一架反射望远镜样机,这是第二大贡献。公元1671年,牛顿把经过改进得反射望远镜献给了皇家学会,牛顿名声大震,并被选为皇家学会会员。反射望远镜的发明奠定了现代大型光学天文望远镜的基础。 同时,牛顿还进行了大量的观察实验和数学计算,比如研究惠更斯发现的冰川石的异常折射现象,胡克发现的肥皂泡的色彩现象,“牛顿环”的光学现象等等。 牛顿还提出了光的“微粒说”,认为光是由微粒形成的,并且走的是最快速的直线运动路径。他的“微粒说”与后来惠更斯的“波动说”构成了关于光的两大基本理论。此外,他还制作了牛顿色盘等多种光学仪器。 伟大的成就~构筑力学大厦 牛顿是经典力学理论的集大成者。他系统的总结了伽利略、开普勒和惠更斯等人的工作,得到了著名的万有引力定律和牛顿运动三定律。 在牛顿以前,天文学是最显赫的学科。但是为什么行星一定按照一定规律围绕太阳运行?天文学家无法圆满解释这个问题。万有引力的发现说明,天上星体运动和地面上物体运动都受到同样的规律——力学规律的支配。 早在牛顿发现万有引力定律以前,已经有许多科学家严肃认真的考虑过这个问题。比如开普勒就认识到,要维持行星沿椭圆轨道运动必定有一种力在起作用,他认为这种力类似磁力,就像磁石吸铁一样。1659年,惠更斯从研究摆的运动中发现,保持物体沿圆周轨道运动需要一种向心力。胡克等人认为是引力,并且试图推到引力和距离的关系。 1664年,胡克发现彗星靠近太阳时轨道弯曲是因为太阳引力作用的结果;1673年,惠更斯推导出向心力定律;1679年,胡克和哈雷从向心力定律和开普勒第三定律,推导出维持行星运动的万有引力和距离的平方成反比。 牛顿自己回忆,1666年前后,他在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。最有名的一个说法是:在假期里,牛顿常常在花园里小坐片刻。有一次,象以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来…… 一个苹果的偶然落地,却是人类思想史的一个转折点,它使那个坐在花园里的人的头脑开了窍,引起他的沉思:究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢?牛顿思索着。终于,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。 牛顿高明的地方就在于他解决了胡克等人没有能够解决的数学论证问题。1679年,胡克曾经写信问牛顿,能不能根据向心力定律和引力同距离的平方成反比的定律,来证明行星沿椭圆轨道运动。牛顿没有回答这个问题。1685年,哈雷登门拜访牛顿时,牛顿已经发现了万有引力定律:两个物体之间有引力,引力和距离的平方成反比,和两个物体质量的乘积成正比。 当时已经有了地球半径、日地距离等精确的数据可以供计算使用。牛顿向哈雷证明地球的引力是使月亮围绕地球运动的向心力,也证明了在太阳引力作用下,行星运动符合开普勒运动三定律。 在哈雷的敦促下,1686年底,牛顿写成划时代的伟大著作《自然哲学的数学原理》一书。皇家学会经费不足,出不了这本书,后来靠了哈雷的资助,这部科学史上最伟大的著作之一才能够在1687年出版。 牛顿在这部书中,从力学的基本概念(质量、动量、惯性、力)和基本定律(运动三定律)出发,运用他所发明的微积分这一锐利的数学工具,不但从数学上论证了万有引力定律,而且把经典力学确立为完整而严密的体系,把天体力学和地面上的物体力学统一起来,实现了物理学史上第一次大的综合。 站在巨人的肩上 牛顿的研究领域非常广泛,他除了在数学、光学、力学等方面做出卓越贡献外,他还花费大量精力进行化学实验。他常常六个星期一直留在实验室里,不分昼夜的工作。他在化学上花费的时间并不少,却几乎没有取得什么显著的成就。为什么同样一个伟大的牛顿,在不同的领域取得的成就竟那么不一样呢? 其中一个原因就是各个学科处在不同的发展阶段。在力学和天文学方面,有伽利略、开普勒、胡克、惠更斯等人的努力,牛顿有可能用已经准备好的材料,建立起一座宏伟壮丽的力学大厦。正象他自己所说的那样“如果说我看得远,那是因为我站在巨人的肩上”。而在化学方面,因为正确的道路还没有开辟出来,牛顿没法走到可以砍伐材料的地方。 牛顿在临终前对自己的生活道路是这样总结的:“我不知道在别人看来,我是什么样的人;但在我自己看来,我不过就象是一个在海滨玩耍的小孩,为不时发现比寻常更为光滑的一块卵石或比寻常更为美丽的一片贝壳而沾沾自喜,而对于展现在我面前的浩瀚的真理的海洋,却全然没有发现。” 这当然是牛顿的谦逊。 怪异的牛顿 牛顿并不善于教学,他在讲授新近发现的微积分时,学生都接受不了。但在解决疑难问题方面的能力,他却远远超过了常人。还是学生时,牛顿就发现了一种计算无限量的方法。他用这个秘密的方法,算出了双曲面积到二百五十位数。他曾经高价买下了一个棱镜,并把它作为科学研究的工具,用它试验了白光分解为的有颜色的光。 开始,他并不愿意发表他的观察所得,他的发现都只是一种个人的消遣,为的是使自己在寂静的书斋中解闷,他独自遨游于自己所创造的超级世界里。后来,在好友哈雷的竭力劝说下,才勉强同意出版他的手稿,才有划时代巨著《自然哲学的数学原理》的问世。 作为大学教授,牛顿常常忙得不修边幅,往往领带不结,袜带不系好,马裤也不纽扣,就走进了大学餐厅。有一次,他在向一位姑娘求婚时思想又开了小差,他脑海了只剩下了无穷量的二项式定理。他抓住姑娘的手指,错误的把它当成通烟斗的通条,硬往烟斗里塞,痛得姑娘大叫,离他而去。牛顿也因此终生未娶。 牛顿从容不迫地观察日常生活中的小事,结果作出了科学史上一个个重要的发现。他马虎拖沓,曾经闹过许多的笑话。一次,他边读书,边煮鸡蛋,等他揭开锅想吃鸡蛋时,却发现锅里是一只怀表。还有一次,他请朋友吃饭,当饭菜准备好时,牛顿突然想到一个问题,便独自进了内室,朋友等了他好久还是不见他出来,于是朋友就自己动手把那份鸡全吃了,鸡骨头留在盘子,不告而别了。等牛顿想起,出来后,发现了盘子里的骨头,以为自己已经吃过了,便转身又进了内室,继续研究他的问题。 牛顿晚年 但是由于受时代的限制,牛顿基本上是一个形而上学的机械唯物主义者。他认为运动只是机械力学的运动,是空间位置的变化;宇宙和太阳一样是没有发展变化的;靠了万有引力的作用,恒星永远在一个固定不变的位置上…… 随着科学声誉的提高,牛顿的政治地位也得到了提升。1689年,他被当选为国会中的大学代表。作为国会议员,牛顿逐渐开始疏远给他带来巨大成就的科学。他不时表示出对以他为代表的领域的厌恶。同时,他的大量的时间花费在了和同时代的著名科学家如胡克、莱布尼兹等进行科学优先权的争论上。 晚年的牛顿在伦敦过着堂皇的生活,1705年他被安妮女王封为贵族。此时的牛顿非常富有,被普遍认为是生存着的最伟大的科学家。他担任英国皇家学会会长,在他任职的二十四年时间里,他以铁拳统治着学会。没有他的同意,任何人都不能被选举。 晚年的牛顿开始致力于对神学的研究,他否定哲学的指导作用,虔诚地相信上帝,埋头于写以神学为题材的著作。当他遇到难以解释的天体运动时,竟提出了“神的第一推动力”的谬论。他说“上帝统治万物,我们是他的仆人而敬畏他、崇拜他”。 1727年3月20日,伟大艾萨克·牛顿逝世。同其他很多杰出的英国人一样,他被埋葬在了威斯敏斯特教堂。他的墓碑上镌刻着: 让人们欢呼这样一位多么伟大的 人类荣耀曾经在世界上存在。 参考资料: