导语：牛顿，英国物理学家、天文学家和数学家。1665年发现二项式定理；1672年创制了反射望远镜；1669年晋升为数学教授，并担任卢卡斯讲座教授。1727年过世，英国人将他葬于西敏寺。他的一生主要致力于力学、数学、光学、热学、天文学、哲学，当然也还有其人生最终为完成的炼金术（65w字）和神学（150w字）。他给后人所带来的成就影响总所周知，但是2006年，有人挖出了胡克遗失了三百年的手稿，于是科学家树立了“倒牛顿者”风气。（在文末）

牛顿于1643年1月4日，诞生在在英格兰林肯郡小镇沃尔索浦的一个自耕农家庭里。和大多数牛人一样，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，母亲带着和后爸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，这种习性可能来自他的家庭处境。

少年时的牛顿和爱因斯坦差不多，并不是一个所谓的神童，大约从五岁开始，牛顿被送到公立学校读书，他资质平常、成绩也很一般，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。

1655年，12岁的他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。中学时代学习成绩并不出众，只是爱好读书，对自然现象有好奇心，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。

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。

接下来来到了大学，牛顿也就有了自己人生中最大的改变时刻，大学就是牛顿的知识殿堂。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。在那时，该学院的教学基于亚里士多德的学说，但牛顿更喜欢阅读一些笛卡尔等现代哲学家以及伽利略、哥白尼和开普勒等天文学家更先进的思想。

在当时，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，那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。

在这段学习的时光当中，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，认为牛顿的数学才华超过自己。在此之间，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。当时的教育不像现在有老师教，牛顿当时的学习，主要靠自学，包括欧几里得的《几何原本》、笛卡尔的《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。其中笛卡儿的《几何学》和沃利斯的《无穷算术》对其影响最大，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。

在1665~1666年，伦敦发生了历史中著名的的瘟疫，史称《伦敦大瘟疫》超过10万人死于这次瘟疫之中，足足相当于当时伦敦人口的五分之一。该次的疾病后来被确认为是淋巴腺鼠疫，一种由鼠疫杆菌造成并以跳蚤为载体的细菌感染。很大程度是由于它已经是英国本土最后一次广泛蔓延的鼠疫，之后随着英国政府着手改善地区卫生条件，鼠疫对英国民众的威胁也逐渐消失。当时剑桥大学也因此听课，牛顿于1665年6月离校返乡。

在这两年里，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；

1665年11月，创立正流数法(微分)；

1666年1月，用三棱镜研究颜色理论；

1666年5月，开始研究反流数法(积分)。

并且在1666，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。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。1669年 7月，牛顿的作品《分析论》开始发行。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。（巴罗让贤，这在科学史上一直被传为佳话。）

1670—1671年 牛顿研制出他的反射望远镜，并且于1672年创制了反射望远镜。他用质点间的万有引力证明，密度呈球对称的球体对外的引力都可以用同质量的质点放在中心的位置来代替。他还用万有引力原理说明潮汐的各种现象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有关，而且同太阳的方位有关。牛顿预言地球不是正球体。岁差就是由于太阳对赤道突出部分的摄动造成的。

关于其成就：

力学方面：1679年，牛顿重新回到力学的研究中：引力及其对行星轨道的作用、开普勒的行星运动定律、与胡克和弗拉姆斯蒂德在力学上的讨论。他将自己的成果归结在《物体在轨道中之运动》（1684年）一书中，该书中包含有初步的、后来在《原理》中形成的运动定律。并且在伽利略等人工作的基础上进行深入研究，总结出了物体运动的三个基本定律（牛顿三定律）。

数学方面：a）创建微积分，建立正流数术（微分）和反流数术（积分）。《运用无限多项方程》（1669）、《流数术与无穷级数》（1671）、《曲线求积术》（1676）、《原理》（1684）、《论流数》（1666）所谓“流量”就是随时间而变化的自变量如x、y、s、u等，“流数”就是流量的改变速度即变化率，写作等。他说的“差率”“变率”就是微分。b）二项式定力，利用它还发现了其他无穷级数，并用来计算面积、积分、解方程等等。这对于微积分的充分发展是必不可少的一步。二项式定理在组合理论、开高次方、高阶等差数列求和，以及差分法中有广泛的应用。

热学方面：牛顿确定了冷却定律，即当物体表面与周围有温差时，单位时间内从单位面积上散失的热量与这一温差成正比。

天文学方面：1672年创制了反射望远镜。他用质点间的万有引力证明，密度呈球对称的球体对外的引力都可以用同质量的质点放在中心的位置来代替。他还用万有引力原理说明潮汐的各种现象，指出潮汐的大小不但同月球的位相有关，而且同太阳的方位有关。牛顿预言地球不是正球体。岁差就是由于太阳对赤道突出部分的摄动造成的。

哲学方面：《自然哲学的数学原理》牛顿最重要的著作，1687年出版。该书总结了他一生中许多重要发现和研究成果，其中包括上述关于物体运动的定律。他说，该书“所研究的主要是关于重、轻流体抵抗力及其他吸引运动的力的状况，所以我们研究的是自然哲学的数学原理。”

经济学方面：提出金本位制度。

光学方面：a）通过三棱镜发现白光是由各种不同颜色的光组成的，这是第一大贡献。 b）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。c）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。1675年的著作《解释光属性的解说》1704年，牛顿著成《光学》，系统阐述他在光学方面的研究成果，其中他详述了光的粒子理论

其成绩小编也不必多说，相信大家也知道，历史给这位人的评价已经是够多了，那么小编现在趴一趴他这个所谓的完整苹果，到底有没有被吃？

第一件事：牛顿与莱布尼茨之争关于《微积分》

微积分的发明，历史把这个最伟大的数学发明归于了牛顿和莱布尼茨两人。1684 年莱布尼兹发表了他的微积分的论文。3年后，牛顿在1687年出版的《原理》书的初版中对莱布尼兹的贡献表示认同，但是却说：“和我的几乎没什么不同，只不过表达的用字和符号不一样。”这几句话，也造成后来与莱布尼兹的矛盾。根据牛顿周围的人所述，牛顿要比莱布尼茨早几年得出他的方法，但在1693年以前他几乎没有发表任何内容，并直至1704年他才给出了其完整的叙述。1704年作为他的著作《光学》的附录中正式发表，附录的序言中，牛顿提到他1676年给莱布尼兹的信，并补充说︰“若干年前我曾出借过一份包含这些定 理(微积分)的原稿，之後就见到一些从那篇当中抄出来的东西，所以我现在公开发表这份原稿。”莱布尼茨已在1684年发表了他的方法的完整叙述。此外，莱布尼茨的符号和“微分法”被欧洲大陆全面地采用，在大约1820年以后，英国也采用了该方法。莱布尼茨的笔记本记录了他的思想从初期到成熟的发展过程，而在牛顿已知的记录中只发现了他最终的结果。

关于这个事情的的发展，由于牛顿的导演和亲自出马、匿名运作，形成势不两立的两派。以英国为一派包括英国著名数学家泰勒和麦克劳林都认为莱布尼兹是抄袭者。另一派是欧洲大陆的 数学家，包括著名数学家约翰伯努利等为一派认为牛顿是抄袭者。争论双方停止学了术交流，不仅影响了数学的正常发展，也波及整个自然科学领域，以致发展到 英德两国之间的政治摩擦。而莱布尼兹生命中的最后７年，是在这场大争论中痛苦地度过的。

第二件事：牛顿剽窃弗拉姆斯蒂德观测数据

弗·拉姆斯蒂德（1646－1719）是英国首任皇家天文学家，是格林威治天文台的创始人、现代精密天文观测的开拓者。他在 1676－1689年间共作了大约2万次观测，测量精度约为10"，他对3000颗星的测量结果收入了著名的“不列颠星表”（Britannic Catalogue）

1694 年开始，牛顿访问了弗拉姆斯蒂德，并且向他索要关于月球运动的观测资料，此后牛顿为了验证万有引力理论对月球轨道的计算结果，曾多次写信给弗拉姆斯蒂德，索要试验数据资料。据其回忆：“‘牛顿’曾一度想使月球运行表符合他设想的定律，但是，当他开始将自己的定律与天体（即月球的观测位置）进行比较时，他发现自己错了，并不得不全部抛弃自己的定律。我曾给他提供了二百个以上的月球的观测位置，人们会认为这些材料足以限定任何理论；既然他已修改了自己的理论，并把自己的理论调整到完全符合这些观察，所以他的理论描述了这些观察也就不足为奇了，但是，他还是为此而感激这些观察，甚于感激他关于引力的臆测，这些臆测曾使他犯过错误。”我和主席（牛顿）的另一个争执是，他形成了一个阴谋，想攫取我的仪器，而送我一个委员会，其中仅有他自己和两位物理学家。主席热度很高并且过分下作。我预先告诉他，别动我的东西。。。”

第三件事：牛顿与胡克之争《力学》

这个故事最早公诸于众的是法国作家伏尔泰 （Voltaire，1694－1778），他对牛顿的研究成果抱有极大热情，并曾积极予以宣传。1726年，他前往英国，当年写了25篇通讯，其中第15篇通讯中提到这个苹果落地的故事。他在文章中说，这个故事是听牛顿的侄女告诉他的。此时是1726年。其后，在1752年，有一位比牛顿小45岁的牛顿的朋友（William Stukeley），在他的回忆文章中说，牛顿去世前一年，牛顿曾讲过这个故事，而牛顿是1727年去世的，就是说，牛顿在1726年自己也讲过这个故事。因此，这位历史学者指出，在同一年（1726年），如果两个人都讲过，那么，到底是谁先讲的？所以，关于苹果的故事一定是瞎编出来的。有人认为，这个苹果的故事至少有两点与已经了解的历史事实不符：

a，万有引力不是牛顿一个人的独立发现，而是历史上若干人的研究逐步探索、积累的结果，有的书上却把万有引力定律以牛顿名字命名，这是不行的。另外把牛顿发现万有引力说成是由于受了苹果落地启发的自然结果，根据历史学者的观点，显然是对历史的严重歪曲。所以不能把万有引力定律成果归于牛顿名下，因为前人也付出过探索和努力。

b，在1665年，牛顿对天体的运动规律问题还没有完全搞清楚，如果承认这个苹果故事，不是等于把牛顿对万有引力的发现提前了至少20年吗？实际上，牛顿直到二十多年后才取得最终结论，并完成数学论证与公式推导。

1645年，法国天文学家布里阿德（I.Bulliadus）提出一个假设：“开普勒力的减少，和离太阳的距离的平方成反比”。这是第一次提出平方反比关系的思想。1661 年，英国皇家学会成立了一个专门委员会研究重力问题。罗伯特 胡克（Robert Hooke,1635－1703）、克里斯托夫 雷恩（Christopher Wren,1632－1723）、爱德蒙 哈雷（Edmund Halley,1656－1742）在引力问题的研究上都曾做出过贡献。并且胡克在1661年，引力和地球上物体的重力应该是有着同样的本质。

1674年的一次演讲“证明地球周年运动的尝试”中，胡克提出，要在一致的力学原则的基础上建立一个宇 宙学说，为此提出了以下三个假设：“第一，据我们在地球上的观察可知，一切天体都具有倾向其中心的吸引力，它不仅吸引其本身各部分，并且还吸引其作用范围 内的其他天体；第二，凡是正在作简单直线运动的任何天体，在没有受到其他作用力使其沿着椭圆轨道、圆周或复杂的曲线运动之前，它将继续保持直线运动不变。第三，受到吸引力作用的物体，越靠近吸引中心，其吸引力也越大。

1679年，胡克与牛顿之间进行了关于引力问题的交流，在1679年11月，牛顿致信胡克说：“自己关于发现周日运动的想象，即设想一个自由落体落到地球上，通过地面进入地球内部，而不受任何物质的阻碍，则该落体将沿着一条螺旋形轨道运行，在旋转数圈后，最终旋入（或十分接近）地心。”胡克回信说，物体不会按螺线运动，而是按“一种带椭圆状的曲线”运动，它的轨道将“像－椭圆”。1679年12月13日，牛顿写信给胡克说：“如果假定它的重力是均匀的，〔物体将〕不按螺线下沉那个真正的中心，而是以交替升降的形式运行。”

直至1679年，牛顿对落体引力的问题，还没有彻底解决，他还在考虑物体的重心偏心可能会使落体在下落过程中边旋转边落向地心，而胡克认为，该物体的运动轨迹应该是一个椭圆。

老年时的牛顿有一段回忆说：“同年（1666年）我开始把引力与月亮轨道联系起来，并找出了如何估计一个天体在球体内旋转时用来趋向球面的力的方法，……， 最后在1676和1677年之间的冬天我发现了一个命题：利用与距离平方成反比的离心力，行星必然环绕力的中心沿椭圆旋转，……。” 牛顿的这段话指的是月亮轨道的推导及寻找行星绕太阳旋转的原因。有人说，与前面他在信中与胡克讨论落体问题相比较，可以看出在时间上是矛盾的：牛顿1677年研究的是月球轨道和行星轨道问题，而他1679年才研究质量对落体的影响，因此人们说，牛顿在这里是故意把他发现万有引力的时间改在1679年与胡克通信之前，而且造出苹果神话，其目的显然是为了要独吞万有引力这项成果。

牛顿和胡克之间的梁子，不仅表现在万有引力定律的争议上，最早表现在胡克对牛顿的光的微粒说有不同的看法，因为胡克对光的本质是站在波动说一边的。1673年，年轻的牛顿向皇家学会递交了他关于光的一篇论文，后来他又递交过第二篇论文，这些论文受到老先生胡克的批评，并且说论文的一些观点是抄袭他的。牛顿根本没把胡克和笛卡尔看作巨人一样尊敬，牛顿也没有攀登他们所搭的梯子，他说自己站在比梯子更高的巨人肩膀上，显然这句话是对胡克的人身攻击——胡克身材矮小。他们认为，牛顿的《光学》著作所以在1704年出版，就是因为牛顿为了等胡克去世后才敢出版他的书。

好了，最后大概也就这三点关于牛顿的故事。但是事实不管如何，人类总是要往前看，不管苹果到底是不是牛顿编出来的谎言？不管莱布尼茨有没有抄袭牛顿的《微积分》？不管牛顿是否剽窃弗拉姆斯蒂德观测数据。这些似乎已经对人类不重要，科学永远在前进，因为我相信历史的必然性与非正确性。

来自现代科学的起源———胡克遗失三百年的手稿。自然科学“缺失的一环”——一位被低估的大科学家执笔的手稿。（据说被牛顿封杀的不止是胡克，甚至还包括达芬奇。胡克是一位可以堪比达芬奇的全才科学家，但是最终因为牛顿是英国皇家学会的会长给封杀，胡克的手稿于2006年才被正式发现，整整蒙蔽了科学三百多年！）