自然科學家牛頓的故事

一、童年

牛頓是17世紀的自然科學家。

1642年牛頓出生在英國北部林肯郡一個名叫烏爾索普的鄉村。是一個遺腹子，出生前三個月父親去世。因生活條件差，母親虛弱，孩子瘦小，一般人以為這孩子很難存活，殊不知后來竟成為世界聞名的偉大科學家。

母親改嫁不久，牛頓便由外祖母扶養，家中除了外祖母與舅舅很少與人往來，從小寡言少語，唯獨興趣是看小畫書，有時根據畫面圖形動手用鋸、錘制作木頭機械玩具自玩。

7歲后繼父去世，回到母親身邊，因弟、妹較多，母子感情蔬遠。母親有意讓他當個農民，跟著下地學農。牛頓不從。在舅舅的邦助下進鎮學徒，幾天后舅舅發現牛頓并不去學徒，卻坐在路邊人家屋檐下看書。舅問他可愿意上學，牛頓高興。

舅把他送到遠處一所學校，寄托在朋友家里，在校學習用功，朋友家書多，尤其數學多，正適合牛頓閱讀促進成長。幾年后以優異成績考入劍橋三一學院。學院巴羅教授發現牛頓具有非凡才能，推薦他當研究生，指出攀登科研高峰方向。牛頓努力去做。

道路總是曲折彎延。一埸鼠疫在倫敦流行，各學校關閉停課。牛頓只得回家居住。一天旁晚，牛頓坐在樹下乘涼，一個熟透的蘋果不偏不斜打在牛頓頭頂，不顧疼痛，沒急去拾頻果，抬頭看樹，見一輪明月掛在天空。蘋果為什么落地，月亮為什么在天上不落？這一切引起了牛頓濃烈興趣。

二、疑問

不久疫情解除，學校復課。牛頓帶著問題回到學校，除正常聽課外，一頭扎進圖書館尋找蘋果落地、月亮懸空的答案。

那時圖書館不像現代，書目成排，只是少數幾本哲學、數學，幾本雜志刊物外很少研究讀物。倒有一本小冊子值得一看，即哥白尼和托勒密的對話有意思，托勒密說太陽圍著地球轉——“地心說”；哥白尼說地球圍著太陽轉才對——“日心說”。地心說除太陽圍地球轉外所有星球都圍地球轉，為了糾正各星球軌道，地球的園周掛滿了園圈。日心說卻簡明，一個太陽外圍多個星球轉動一目了然。

可托勒密是權威人物，他的思想當時進步，已統治人們思想1000多年，被羅馬教皇當作上帝詣懿，誰反對，就是殺頭之罪。哥白尼寫好“日心說”后，將稿子壓在枕下十多年不敢發表，怕引來麻煩，80多歲了被學生布魯諾拿到國外印發，引起國外許多人士重視研究。掀起日心說與地心說爭論浪潮。

這消息傳到羅馬教皇耳中，派人捉拿哥白尼，見已80多歲躺在床上閹閹一息，作罷。把布魯諾以請他回國教學為名騙來，吊在十字架上活活燒死。把另一“日心說”崇拜者咖里略罰其終身監禁。牛頓對日心說和地心說故事興趣極高。

再讀一本最近出版的雜志，是開普勒寫的天體三定律，更有意思，曰：地球圍繞太陽轉是一個橢圓圈；每天的角動量相等；橢圓長半徑的立方等于地球圍太陽轉軌道的平方。這就解釋了地球為

什么有一年四季，春、夏、秋、冬氣候之分。這有意思，奇！

再看一篇法國笛卡爾寫的，說地球圍著太陽轉是用力轉動“以太”物質引起的，好像一桶水以手用力轉動一樣。牛頓取來一桶水伸手用力轉，故然這樣。可誰能用這么大力轉動太陽？以太是什么？答曰：上帝，以太是看不見摸不著的物質。

還有一本雜志是法國人傅科報導的地球每天自轉一周。

開普勒說地球一年有四季春夏秋冬之分，都因橢圓之故；傅科說地球有白天黑夜之分都因地球自轉之故。

牛頓以當時英國尺碼用圓周率計算一下，每天我躺在床上不動，也得向前行走十萬八千里路。有意思！

得找上帝的力，弄清以太是什么？

三、研究

牛頓發現運動是絕對的，無論人或物。靜止是沒有的，或相對的。整體思考這些，為什么？上帝的力太大，沒法測量；一天突然想到水，最現成。提著一桶水走路你得出力；不出力，水是不動的。他把水作些規定，100立方厘米水在地面上的質量為一公斤，提著一公斤水每秒鐘前進一大步為（以后國際改為米）為一牛頓。研究出力的量度了。有了一種辦法，好。

牛頓發現在地球上作相對運動必須用力，否則總是靜止不動。他把力寫成公式：F=Ma。F當作力，M當作質量，a作加速度。創出任何運動的力。稱為慣性定律。

牛頓試驗推動一物體，那物體總給予一個相等的反推力。他稱為作用和反作用力。后來稱第二運動定律。

牛頓又發現任何物體間有互相吸引力，如地球吸引月球，月球也吸引地球，而且吸引力大小與物體質量大小成正比，與之間距離成反比。后來牛頓定為運動第三定律。

繼續研究發現，天上所有物體之間互相吸引，又互相排斥，所以太陽、月亮、星星誰也不靠近誰，各行其道。稱為萬有引力。

牛頓整天想啊，試驗、研究、觀察、計算、找書閱讀、參考。整正十年寫成一本書，書名：“自然哲學數學原理”。成為當時和后世幾百年人們研究自然的經典。

作者：維洲