簡介
牛頓（1643～1727）
Newton，Isaac
英國物理學家，數學家，天文學家。經典物理學理論體系的建立者。
生平 1643年1月4日生於英格蘭林肯郡的烏爾索普鎮的一個農民家庭，1727 年 3 月 31日卒於倫敦 。中學時愛讀書，對自然現象有強烈的好奇心，但學習成績並不出眾。1661年以減費生的身分進入劍橋大學三一學院。在名師I.巴羅的教導下，牛頓學習了算術、三角、歐幾里得的《幾何原本》 ，讀了J.克卜勒的《光學》、笛卡爾的《幾何學》和《哲學原理》、伽利略的《兩大世界體系對話》，R.胡克的《顯微圖集》及早期的《哲學學報》等。1665年倫敦大疫，學校停課，牛頓返回故鄉。在家鄉居住的兩年中，牛頓創立了級數近似法以及一般的二項式展開定理，創立了微分（正流數）法 ，研究了顏色理論和積分（反流數）法，因此他成為微積分發明人之一。牛頓還開始研究重力問題，並把重力理論推廣到月球的運行軌道上去。這兩年是牛頓一生的重大科學思想孕育、萌發和形成的時期。1667年，牛頓重返劍橋大學。1668年3月1日選為三一學院的正院侶 。1669 年3月16日接替巴羅教授，任盧卡斯講座教授。寫下了光學講稿、算術和代數講稿、《自然哲學的數學原理》（簡稱《原理》）的一部分及《宇宙體系》等手稿。1672 年選為皇家學會會員 ，1703 年為該學會主席。1699年任造幣廠廠長，對英國造幣及改革幣制有功。1705年封為爵士。晚年研究宗教。牛頓逝世後，以國葬禮葬於倫敦威斯敏斯特教堂。
反射望遠鏡的發明和《光學》的發表 在牛頓前，折射式望遠鏡（克卜勒和伽利略望遠鏡）早已發明並廣泛用於天文觀測，但都無法消除物鏡的色差（見像差）。自1663年起，牛頓熱衷於光學研究 ，發明了以金屬 磨成的反射鏡為物鏡，避免了物鏡的色差。他最初製成的這種反射望遠鏡的放大率為30～40倍。經改進後製成了更大的第二架反射望遠鏡，為皇家學會作為珍貴科學文物保存。迄今大型反射望遠鏡的製造還遵從此法。1666年，他開始用三稜鏡來研究太陽光的色散現象並對此作出結論，即牛頓的色散理論，他關於白光由色光組成的發現為物理光學奠定了基礎。1672年牛頓將結論送交皇家學會評審，竟引起一場尖銳論戰，持光波動說的 C.惠更斯和R.胡克均反對他。儘管牛頓通過牛頓環的觀測研究首先發現了光的干涉，但卻認為光波動說不能解釋光的直線進行，而持光的微粒學說。雙方爭論持續多年，到19世紀20年代，由T.楊、A.-J.菲涅耳等人經光的干涉、衍射及偏振建立起來的理論 ，以及 A.H.L. 菲佐測水中光速的實驗結果，才完全推翻光的微粒說，確立了光的波動理論。20 世紀初A.愛因斯坦從光電效應提出新的光微粒說——光量子理論。今已經明確，光具有波粒二象性。
牛頓的《光學》是物理學的巨著。書中涉及光學及物理學 諸多其他方面的問 題 。1730 年出版了牛頓生前校訂過的《光學》第四版。現流行的1931年版本就是根據第四版重印的。
萬有引力和《自然哲學的數學原理》16世紀丹麥天文學家B.第谷對行星繞日運行作了長期的觀測，記錄了大量準確可靠的天文數據資料，他死後20年，由德國天文學家J.克卜勒整理分析這些資料，總結出行星運動的三定律——克卜勒定律。牛頓又在該定律的基礎上總結提高，得到萬有引力定律 ，正好完成了從觀 測的原始材料（ 第谷 ）到經驗規律（克卜勒），再到動力學規律的、由實驗到理論過程的三部曲。萬有引力定律不但能解釋行星的運動，而且還能解釋其他天體的複雜運動及地球上的潮汐現象等。牛頓的萬有引力理論一直用於天文學，直到廣義相對論出現後才被修正。
1687 年 7 月 《 自然哲學的數學原理 》拉丁文版問世。1729年由A.莫特將其譯成英文付印，即今所見流行的《原理》英文本。《原理》的開頭和第一編介紹了力學的基本運動三定律與基本的力學量；其中質量的概念是由牛頓首先提出及定義的。《原理》第二編中，討論了物體在阻尼介質中的運動，提出阻力大小與物體速度的一次及二次方成正比的公式。還研究了氣體的彈性和可壓縮性，以及空氣中的聲速等問題。《原理》第三編題為宇宙體系，討論了太陽系的行星、行星的衛星和彗星的運行，以及海洋潮汐的產生，涉及到多體問題中的攝動。全書貫穿了牛頓和G.W.F.von萊布尼茲分別獨立發明的數學方法——微積分法，這是牛頓最偉大的成就之一。
牛頓集16～17世紀科學先驅者的大成，建立起一個完整的理論體系，以概括萬物的運動規律。這是人類認識自然歷史中第一次的理論大綜合。牛頓力學是經典物理學、天文學、現代工程力學以及與之有關的工程技術的理論基礎。這些成就，使以牛頓為代表的機械論的自然觀，在整個自然科學領域統治長達了200年之久。
其它
哲學、宗教及其他成就
牛頓的萬有引力定律和運動三定律把天上的星體運動與地上的運動完全統一起來，實現了天地間的統一。這是牛頓在自然哲學上的偉大貢獻。牛頓排斥了機械的以太觀點，由萬有引力而提出了超距作用的概念。儘管他本人並不認為這是最終解釋，但此後質量間或電荷間的相互作用的超距性的觀念一直占支配地位，直到J.C.麥克斯韋電磁場論的近距作用出現。
牛頓是站在哥白尼、布魯諾、伽利略等科學巨人肩上的物理權威，他堅信一切來自實驗和最終歸回實驗的現代科學唯物主義的精神。牛頓關於實驗的論述啟開了實驗科學的大門，300年來為自然科學的繁榮立下了功勳 。 愛因斯坦曾指出：“在牛頓之前還沒有什麼實際的結果支持那種認為物理因果關係有完全鏈條的信念。”牛頓是完整的物理因果關係的創始人；而因果關係正是經典物理學的基石。牛頓是崇信上帝的基督教徒。他科學成就雖很大，但有些認識卻是唯心的，例如對太陽系的起源，他歸因於“上帝的一擊”。說明他的世界觀或多或少受到其宗教信仰的限制。
