第18章 牛顿的光辉:科学革命的灯塔

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1665年,牛顿在剑桥大学获得了学士学位,并留在大学继续研究。同年,他发现了广义二项式定理,并开始发展一套新的数学理论,这就是后来为世人所熟知的微积分学。然而,1665年6月,伦敦爆发了大瘟疫,剑桥大学为了预防疫情关闭,牛顿不得不回到家乡伍尔索普村。在接下来的两年里,牛顿在家中继续进行科学研究,这段时间被称为他的“奇迹年”。

在这两年中,牛顿不仅进一步发展了微积分学,还对光学和万有引力定律进行了深入研究。他利用三棱镜将白光分解成七色光谱,揭示了白光是由多种颜色的光混合而成的。这一发现不仅解释了彩虹的形成机制,还为光谱分析技术的发展奠定了基础。此外,牛顿还提出了万有引力定律

三、政治生涯

1667年3月,艾萨克·牛顿回到剑桥大学,继续在巴罗教授的指导下进行研究。他在自己的房间后面设立了一个实验室,这里成了他进行各种实验和研究的场所。牛顿在这里制成了一台放大40倍的反射望远镜,能够清楚地看到木星的四个卫星。这项发明不仅展示了他在光学领域的卓越才能,还为后来的天文观测提供了重要工具。此外,牛顿还在数学上提出了非线性方程的解法,这一成果为他赢得了学术界的关注。

牛顿的专注和勤奋在朋友们中间传为佳话。据说,有一次他煮鸡蛋时,竟然误将怀表当作鸡蛋放入锅中煮了。这些趣闻轶事不仅展现了牛顿的幽默感,也反映了他对待科学研究的认真态度。

1669年10月29日,26岁的牛顿在巴罗教授的推荐下,接替巴罗成为第二位“卢卡斯数学教授席位”的拥有者。这一职位使他能够在剑桥大学继续进行深入的科学研究,并且在学术界崭露头角。牛顿担任这一职务长达26年,直到53岁。

1672年,牛顿被推选为伦敦皇家学会会员。为了表达谢意,他向学会干事巴格提交了一篇关于光色来源的论文,提出光是与以太相互作用产生的高速度粒子流。这篇论文是牛顿公开发表的第一篇科学论文,刊载于《皇家学会哲学杂志》上。然而,牛顿的这一论点与皇家学会创始人之一、科学家罗伯特·胡克倡导的波动说产生了冲突,引发了一场激烈的学术争论。波动说认为光是以太的纵向振动,振动频率决定光色,这一观点不久又得到了荷兰科学家克里斯蒂安·惠更斯的支持。这场关于光的本性的争论持续了很长时间,直到20世纪才以光的波粒二象性为结论告一段落。牛顿对这场争论感到厌倦,曾在写给朋友的信中抱怨道:“因为我发表了先前的论文,引起了许多非议,使我精神上受到沉重打击。我失去了平静而有意义的幸福生活,而被这无聊的争吵弄得心绪烦乱。这真是无聊透顶,我越来越后悔,不该轻率地发表那篇论文。”

1688年,英国发生了“光荣革命”,第二年,牛顿被剑桥大学推选为国会议员。尽管他在政治上的表现不如在科学上的成就显着,但这一经历使他更加关注国家事务和社会问题。不久,牛顿的母亲汉娜病逝,但这并未影响他继续进行科学研究,尤其是光学领域的研究。

1692年,牛顿完成了光学手稿的整理工作,并从机械力学体系出发,提出了经典宇宙学说。这一理论进一步巩固了他在科学界的地位。

1696年,牛顿的同学查尔斯·蒙塔古出任财政大臣。当时英国的货币制度非常混乱,国内外信用受损。蒙塔古请牛顿担任英国皇家造币厂副厂长,解决货币困难。1699年,牛顿升任造币厂厂长,任职直至去世。这一职位通常被认为是闲职,但牛顿却非常认真地对待。他主持了英国历史上最大规模的货币重铸工作,有效解决了货币混乱的问题。牛顿估计当时大约有20%的硬币是伪造的,为了打击伪造货币的行为,他亲自担任太平绅士,成功将多名伪造者绳之以法。