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艾薩克.牛頓

Sir Isaac Newton

1642~1727

 

偉大的英國詩人 Alexander Pope 寫道:

Nature and Nature' law lay hid in night ; God said, "Let Newton be," and all was light.

自然與自然定律,在黑夜裡隱藏;上帝說,讓牛頓來,於是,一切化為光


牛頓和蘋果

牛頓蘋果的故事

 

牛頓和力:三大運動定律與萬有引力

牛頓的手稿

牛頓和虎克的爭論

詩人歌德卯上了牛頓

微積分是誰先發明的?牛頓和萊布尼茲的爭論

牛頓有說過F=ma嗎?

 

顏色的爭論

當馬克斯威爾遇見牛頓

 

牛頓長眠處∼倫敦西敏寺

達文西密碼裡的牛頓

牛頓的蘋果樹

 


牛頓的名言錄

 

「如果我比笛卡兒等人看得遠些,那是因為我站在巨人的肩上而已。」

What Descartes did was a good step. You have added much several ways, and especially in taking the colours of thin plates into philosophical consideration. If I have been able to see further, it was only because I stood on the shoulders of giants. (a letter to his rival Robert Hooke dated February 5, 1676)

 

 

「我不知道我呈現了什麼給這世界;但就我個人而言,我覺得我只是一個在海邊玩耍的孩童,把自己投入比平常所見更漂亮的貝殼與平滑的石子而已,但展現在我面前的是一片尚未被發掘的真理的海洋。」

I do not know what I may appear to the world, but to myself I seem to have been only like a boy playing on the sea-shore, and diverting myself in now and then finding a smoother pebble or a prettier shell than ordinary, whilst the great ocean of truth lay all undiscovered before me.


牛頓謙不謙虛?

牛頓並沒有說自己解決了所有的物理問題,他也有謙虛的話,說他在沙灘上撿貝殼種種。他也有不謙虛的話,藉著這個機會跟各位講,通常我們都說:

「牛頓說,他站在巨人的肩膀上,所以他看得更遠。」好像牛頓非常謙虛。

其實科學史上告訴我們,這句話寫在牛頓給虎克的信上,當時虎克與他是對頭,虎克出身寒微,在英國皇家科學院做 technician 一類的職務。後來牛頓說反平方定律是他提出來的,虎克就說那不是牛頓提出的,是虎克自己提出的,所以牛頓應該用引述才對,於是就寫信去跟牛頓爭執,但是牛頓就是不肯引述,有一次牛頓就回信給虎克,「我可是站在巨人的肩膀上,所以看得更遠!」意思是說,你懂什麼呢?我會使用克普勒定律,導出微積分公式,你的數學根本就不行,怎麼算得出橢圓軌道?牛頓是這個意思。

料來源:劉源俊,從日常現象教物理 http://creative.ncu.edu.tw/conf99/contliu.html

「如果說我看得比別人更遠,那是因為我站在巨人的肩上。」牛頓的這句名言,出現在他回覆虎克的信中。其實一世紀時的羅馬詩人盧康、12世紀法國哲學家柏納,以及17世紀英國學者柏頓,都曾引用侏儒站在巨人肩上的圖像。牛頓雖然沒有明言那個侏儒,但是因為虎克正是一位又矮、又駝、又醜的人,牛頓這句話的用意,到底是要表示謙虛,還是用來揶揄虎克,便有點耐人尋味。

姑且就把牛頓的話當做肯定前人的貢獻好了。站在巨人的肩上,雖然取得具有優勢的戰略位置,至於是否真能看得更遠,恐怕也得看你的眼力如何。牛頓,沒有話說,即便他的個性非常不討人喜愛,他確實攀登上科學裡空前的高峰,使得與牛頓同時代的大詩人波普會寫下如此推崇的句子:「上帝說:讓牛頓去吧,於是一切變得光明。」

然而我們絕大部份的凡夫俗子,其實是站在巨人肩上的近視眼。我們坐享既有科學的成就,也能諷頌一些科學的真理,但是我們不見得能深刻體會科學解除蒙昧的力量。對於日常生活而言,是太陽繞著地球轉,還是地球繞著太陽轉,感官上似乎沒有什麼差異。如果你活在亞里斯多德的時代,多半不會質疑前一種觀點。而今日你接受後一種觀點,多半也是人云亦云,不見得是思考判斷的結論。

資料來源:李國偉,站在巨人肩上的近視眼,http://sa.ylib.com/book/bookshow.asp?FDocNo=662&CL=12

 

到底是誰先想出平方反比律?

牛頓仔細推敲 Kepler 的三個運動定律,發現從 Kepler 的第二運動定律-面積律,居然可以推出太陽的引力是向心的(即指向太陽)。反過來,假定了向心力,面積律就成為必然的結果。經過計算的結果,牛頓發現有點問題,他無法確定,求一個均質球體對一質點的引力,是否可以把質量集中在球心而為之。有了這些困難,牛頓不敢驟而確立萬有引力原理,甚且暫時放棄了引力的研究。

到了1684年,Hooke 遇到 Wren 及 Halley 等人,宣稱他已得到星球運行的引力法則。Wren 不信,願意提供獎金給能夠解決這個問題的人。Halley 向牛頓提起這個問題,並問道:假如是平方反比律,那麼行星的軌道是什麼?牛頓馬上答道:橢圓。你怎麼知道的?我早就算過了。於是牛頓向 Halley 提起他在這方面的探索結果。 Halley 覺得很有意思,要牛頓再試一次。

牛頓利用1671年最新測量的地球半徑的數據重新計算,也用微積分技巧解決了困擾多年的煩惱,確定一個均質球體對一質點的引力,可以把質量集中在球心』。由此順利由由萬有引力公式推演出 Kepler 的三個運動定律。於是他開始編寫《自然哲學的數學原理》一書,並於1687年(七月五日)出版。

其實虎克(Hooke) 等人早也猜到平方反比律,但他們沒有良好的數學工具,所以推演不出克普勒( Kepler )的運動定律,更何況是其他的結果。牛頓擁有應付動力學的利器微積分,得以完成此一曠世巨著。就如其書名所示,這本書的主旨是用數學的語言來描述、來推敲自然的現象。哥白尼開始的科學革命,終於在牛頓的手中成了氣候,而為此後三百年的科學進展奠下深厚的基礎。

料來源:曹亮吉 ,自然哲學的數學原理,科學月刊第十八卷第七期

 


【參考資料】

  1. 懷特著,陳可崗譯:牛頓(上)-最後的巫師,天下文化,ISBN 957-621-969-8。
  2. 懷特著,陳可崗譯:牛頓(下)-科學第一人,天下文化,ISBN 957-621-970-1。
  3. 郭奕玲、沈慧君著:物理通史,凡異出版社,ISBN 957-694-157-1。  
  4. 郭奕玲、沈慧君著:物理學演義,凡異出版社,ISBN 957-694-245-4。
  5. 繆克成:論作用中的反作用-力學的故事,凡異出版社,ISBN 957-694-286-1。

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最近更新時間: 01/16/2013 3:46 PM

邱韻如