牛顿的一生课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,站在巨人肩上的巨人,牛顿,NEWTON,发表的蜗牛,伊萨克.牛顿爵士 安葬在这里.他以超乎常人的智力,第一个证明了行星的运动与形状;慧星轨道与海洋的潮汐.他孜孜不倦地研究光线的各种不同的折射角,颜色所产生的种种性质.对于自然,历史和圣经,他是一个勤勉,敏锐而忠实的诠释者.他以自己的哲学证明了上帝的庄严,并在他的举止中表现了福音的纯朴.让人类欢呼 曾经存在过这样一位 伟大的人类之光.,H.S.E.,Isaacus Newton Eques auratus,Qui animi vi prope divin,Planetarum motus,figuras,Cometarum semitas,Oceanique aestus,sua mathesi facem praeferente,primus demonstravit;Radiorum lucis dissimilitudines,Colorumque inde nascentium proprietates,quas nemo ante vel suspicatus erat,pervestigavit.Natur,Antiquitatis,S.Scriptur.,sedulus,sagax,fidus Interpres.Dei O.M.majestatem philosophia asseruit;Evangelii simplicitatem moribus expressit.Sibi gratulentur mortalesTale tantumque extitisseHumani Generis Decus.Nat.XXV Dec.AD.MDCXLII.Obiit XX Mar.MDCCXXVI,FINIS,永恒的牛顿,1727年3月20日，84岁的牛顿在睡梦中安然逝去。,作为国家荣誉的象征，英国政府为牛顿举行了隆重的国葬。他的棺木由两位公爵、三位伯爵和大法官一起缓缓抬放在伦敦的威斯敏斯特教堂中。,威斯敏斯特教堂历来是英国皇室成员及国家元勋的安息之地，牛顿是第一位安葬于此的学者。,就在20世纪行将结束的时候，英国的星期日泰晤士报邀请了20位世界级的历史学家、科学家及哲学家等，来推选他们心中1000年来最有影响的人物。伊萨克牛顿以绝对的优势击败了爱因斯坦、莎士比亚等当选。,回顾一下牛顿的非凡成就，他创立的微积分成为描述物理世界的基本数学工具；他首先对物理光学进行研究并为后来的研究者指明了研究方向；运动学三大定理在今天仍然是我们物理课本的基本内容；万有引力定律改变了人们对狭义宇宙的认识。,他所获得的成就中的任何一项都足以使他名垂千史，可他却集诸成于一身，这就是牛顿。,巨人档案,孤独童年,少年学子,剑桥求学,奠就完事英明,年轻的教授,人生的巅峰,跻身政界,宝刀未老,二项式与微积,色与光,力与运动,智者语录,大事年表,孤独童年,1642年圣诞节的午夜，牛顿诞生于乌尔索普的一个没落庄园里。刚出生的牛顿只有三磅重，相当于1.4千克。牛顿的母亲一度担心牛顿是否能存活，但牛顿不但活下来了，而且牛顿的思想影响了整个世界。这也充分说明，牛顿的确是浓缩的精华。,牛顿与父亲同名，因为在他出生前的三个月，父亲就被肺炎夺取了生命。为了纪念丈夫，牛顿的母亲汉娜给他起了与丈夫相同的名字伊萨克牛顿,。,直到牛顿3岁时，母亲还是一个人养家，因此憔悴不堪，不得不改嫁邻村，所以牛顿只能与年迈的祖母相依为命。但不幸并没有让牛顿的人生充满阴影。童年的牛顿拥有非凡的灵性与才智，他的天赋尤其表现在他制作的小机具上。,9岁的时候，他做了一个测量时间的仪器日晷，日晷的精准度让他在村子里家喻户晓。他还根据村里的风车制作了自己的小风车，并利用老鼠踩动轮子使风车转动。就是在制作小模具的敲打声中，牛顿度过了他寂寞却有声有色的童年。,少年学子,12岁的时候，牛顿小学毕业进入格兰瑟姆中学读书。但牛顿性格孤僻，无朋少语，还对学习没有兴趣，成绩平平，因此在学校里被人看不起，经常遭人嘲笑。,即将14岁的时候，牛顿有了一个微妙的转折，学校的一个高年级的小霸王无缘无故踢了牛顿肚子一脚。这一下，牛顿像复苏的火山似的爆发了，他不顾一切反扑过去支制服了这个高大男孩。最关键的是，这次打架唤醒了牛顿强烈的自我意识，他开始用心钻研功课，并且进步之快令人惊讶不已。,1654年，德国的工程师盖里克做了著名的马德堡半球实验，当事情传到英国以后，极大地激发了牛顿对科学实验的兴趣，牛顿开始投入对科学的探索。,但正当牛顿在求知的道路上突飞猛进时，继父去世了，牛顿不得不辍学回家，照顾三个弟妹，帮助母亲料理农事。然而16岁的牛顿做农活总是魂不守舍，常因看书跑丢了马，或忘记做事。甚至在1958年，英伦三岛遇到罕见的暴风雨，小树被连根拔起，当人们都躲在屋子里时，牛顿消失了。焦急的母亲出去找牛顿时惊呆了，牛顿正在狂风暴雨里使劲的跳跃着，他时而顺风蹦跳，时而逆风跳跃，全然不知母亲大人的到来。原来，牛顿趁着狂风在测量风速！,少年的牛顿也沉迷于风筝。他做了各式各样的风筝，想试试那种飞得最好。有次，他竟别出心裁的将灯笼系在风筝上，让镇上的人以为天空出现了彗星。,这件事以后，牛顿的母亲也彻底明白了，牛顿这孩子生来就不是种田的。这时候格兰瑟姆的校长史托克也来劝导牛顿的母亲汉娜，让牛顿再度入学。牛顿的母亲想，也许上学能让牛顿找到一个比农夫或工匠更好的职业，于是同意他再次入学。,1660年秋，牛顿在家度过三年后，又回到了那个梦寐以求的中学。只一年后，牛顿就以优异的成绩毕业。在庄严的毕业典礼上，史托克校长以父亲般的自豪夸赞牛顿是学校中最优秀的学生。此后，由史托克校长的保荐和舅舅的多方联系下，牛顿进入了剑桥大学深造。,剑桥求学,1661年6月4日，牛顿到达了剑桥大学的三一学院，开始大学生活。幸运的是，这时候随着宗教改革思想的深入，学校逐步增设了自然科学课程。这些课程中最有影响力的是卢卡斯数学讲座。讲座设于1663年，首任教授是伊萨克巴罗。巴罗是位才华横溢的数学家，也是微积分的先驱者，他在物理、天文、光学等方面也作出了贡献。当然，他对牛顿的影响很深远。牛顿对数学非常有悟性，深得巴罗赏识，并建立了密切关系。在巴罗引导下，牛顿踏进了科学的大门。,在剑桥大学攻读文学学士学位的四年，牛顿几乎掌握了当时的全部自然科学及哲学知识。牛顿遍读当时的科学及数学著作，并领悟了数学与自然科学的关系，认为只有数学才是一项最严密的论证自然规律的工具。基于这种认识，牛顿对数学投入了大量精力。,巴罗老师曾经告诉牛顿，所有理所应当的事不一定都是正确的，必须用理论加以证明。这句话使牛顿一生受益。在以后的岁月里，严谨的治学精神也时刻体现在牛顿身上。他一生的所有研究成果，都是在被验证为确凿无疑后才发表出来。牛顿因此成为最为严谨的学者，也因此经常与人有发明的优先权之争。,需要注意的是，大学最初的三年，牛顿是“减费生”，也就是勤工助学来减少学费并供养自己，因为家里是拿不出钱来供养他的。所以，牛顿绝对是一个独立而坚强的人。,奠就万世英名,1665年6月，伦敦爆发了一场鼠疫，传播极快，死人很多，剑桥大学也被迫关闭。此时牛顿已经取得文学学士学位，即将毕业，但由于鼠疫，不得不返回家乡。,在大学毕业前夕，牛顿已经发现了二项式定理，但他将手稿束之高阁，继续探究其他理论去了。日后，他也是一再将论文推迟发表，结果多次与他人陷入发明权的恼人纠纷中，有人说这使他格外严谨的治学态度所致。,鼠疫肆虐的18个月是英国的一段灾难岁月，但在科学史上，却是一段辉煌时光。期间，牛顿的各种令人惊叹的新思想以及无穷的创造力犹如泉水般涌现出来。微积分、光学理论、万有引力定律，所有这些伟大的思想都是在这段神奇而短暂的岁月中孕育出来的。正因如此，牛顿在家躲避鼠疫的18月被成为改造世界的18个月。,年轻的教授,1667年初，鼠疫平息，牛顿返校，却对自己的发明与发现只字未提，但是他掩饰不住的才华还是赢得了校方的赞赏，回校不到半年，就成为了研究员。学校给予牛顿这些殊荣外，还给了牛顿充裕的生活保障。此后，牛顿在剑桥开始了长达30年的科学研究事业。,牛顿供职于剑桥初期的第一项研究成果是反射式望远镜的发明。在牛顿之前，天文学使用的都是折射式的望远镜，这种望远镜缺点是无法克服测量时的色差现象，色差的影响是成像模糊，而且损害人体健康，如伽利略晚年失明就是长期使用这种望远镜的缘故。牛顿自己设计制作的望远镜完全消除了色差，但他的全新设计思想只是鼠疫期间天才构想的初次验证而已。不久后，牛顿发表了关于微积分的第一篇论文无穷多项方程的分析。这下，牛顿的学术影响就随剑桥遍及了整个欧洲,。,牛顿的成就使巴罗教授认识到牛顿正在超越自己，于是他慷慨的将教授职位让给牛顿，自己则潜心研究神学。于是，1669年夏季，27岁的牛顿成了剑桥有史以来最年轻的数学教授。,最初担任教授时，很多年轻人慕名而来，打算一睹天才教授的风采，但牛顿的讲课方式实在不值一提，以至于学生越来越少，有时甚至没有一个学生来上课。尴尬的牛顿收起讲义，回到住所，开始继续埋头研究新事物。,巴罗不久被选拔为皇家教堂祭司，他趁机将牛顿的望远镜介绍给了国王。牛顿应邀将他的望远镜送到皇家学会展出，引起了轰动，因此不久被提名加入皇家学会。1672年1月11日，牛顿顺利通过选拔，正式成为会员，此时的牛顿还不满30周岁。,作为对皇家学会的回报，牛顿将题为关于光和色的新理论的论文交给了皇家学会，这是牛顿正式发表的第一篇论文。核心是：白色的光是通常的颜色，它是由折射率不同的光线按一定比例组合而成的。然而观点一经提出，便遭到罗伯特胡克的无情批驳。胡克此人多才多艺、研究广泛，但特点是聪明而善妒，能察觉到许多真理，却缺乏数学才能对之作不出严密的论证，而当别人证明时，他又不服气，常常挑起科学成果论战。牛顿数学很好，所以一直遭其排挤。,1674年底，牛顿发表解释光的性质的假说，提出光的本质微粒说，而胡克和惠更斯更倾向于光的波动说，于是历史上著名的光的波粒之争在双方之间展开，由于微粒说能解释更多现象，所以牛顿的微粒说最终取胜。他带来的另一个结果是牛顿在学术界声望日隆。,令人难以理解的是，在专注的学术研究和艰苦的争论的同时，牛顿还狂热的投入炼金术。他将可能的时间几乎全部用于炼金术，甚至有时一天只吃一顿饭。根据牛顿研究者的估计，牛顿一生断断续续用于炼金术的时间加起来超过十年。从事炼金术成为伴随牛顿一生的一项与学术无关的活动。但其目的又是什么？,炼金术士门从根本上把金属看作是彼此相同的，不同的只是表面的成熟程度。金是最完美的金属，银次之，其他金属又等而下之。当地球内部生成金属的自然过程完成时，就产生了金。而当过程中断或早产时，它就停留在某一贱金属环节上。炼金术就是要用技艺完成地球内部生产金的过程。,而牛顿并不是贪财的人，此时的他也不差钱，那么他是不是为了验证自然界中生动而有机的观念呢？又或许他是想借体力上的疲劳忘掉脑力上的疲惫，同时激发新的灵感.当然，这些,我们不得而知，,真相只有牛顿才知道,人生的巅峰,牛顿将质量的概念运用于引力之中，从而发现了引力存在的条件。至此，他将在太阳系中发现的引力推广到宇宙万物之中，并将其命名为引力定律。此后，牛顿对万有引力定律进行了推导、计算，并用数学方法证明了开普勒第一定律。,此时，科学家哈雷劝说牛顿出版关于万有引力的专著，但牛顿认为写专注会过多的耗费自己用于学术研究的时间而断然决绝。但是，哈雷没有退缩，还毅然拿出了全部积蓄支持牛顿，甚至造成自己长期陷入拮据之中也不后悔。牛顿最终被哈雷的热心和诚恳感动了，而这本在重重困难中写成的巨著就是原理。写书的任务之艰、速度之快在科学史上至今无人可以超越，因为出书只花费了18个月，该书出版于1687年。原理汇集了牛顿有关力学的所有研究成果，被许多人认为是有史以来最伟大的科学著作。,1687年7月，44岁的牛顿登上了他人生的巅峰，他的里程碑式的巨著自然哲学的数学原理也付梓出版。以万有引力定律为核心，原理构筑起一幅