牛頓(Isaac Newton,1643~1727)
自然與自然的規(guī)律隱藏在黑暗中:
上帝說,誕生吧,牛頓!于是一片光明。
——亞歷山大·蒲柏
牛頓是有史以來最偉大、最有影響力的科學家。他于1643年圣誕節(jié)那天誕生在英格蘭的伍爾斯托普。這年正是伽利略去世的那一年。同穆罕默德一樣,他是個遺腹子。童年時代他就表現(xiàn)出在機械方面的才能,他的雙手很靈巧。雖然他很聰明,但在學校時是個散漫的學生,并沒引起別人太大的注意。十幾歲時他母親讓他退學,希望他成為一個出色的農(nóng)夫。幸運的是,他母親被人說服,承認他的主要天賦是在其他方面。18歲時他進入劍橋大學。在那里,他迅速吸收著當時已知的自然科學和數(shù)學知識,并且很快進入了自己的獨立研究領(lǐng)域。在21~27歲時,他就奠定了日后引起世界革命性變化的那些科學理論的基礎(chǔ)。
17世紀中葉是一個孕育偉大科學的時代。在這個世紀初,望遠鏡的發(fā)明已經(jīng)使整個天文學研究發(fā)生了革命性的變化。英國哲學家弗朗西斯·培根和法國哲學家笛卡兒極力向全歐洲的科學家呼吁停止對亞里士多德權(quán)威的依賴而依靠他們自己的實驗和觀測。培根和笛卡兒所倡導的也正是伽利略所實踐的。他用新發(fā)明的望遠鏡進行天文觀測,從而引起了天文學研究的革命,并且他的力學實驗建立了今天我們所熟知的牛頓第一運動定律。
其他一些偉大的科學家,如發(fā)現(xiàn)血液循環(huán)的哈維,發(fā)現(xiàn)描述行星圍繞太陽運行定律的開普勒,正在將新的基本知識帶給科學界。但是純科學主要還是知識分子們的玩具,并且在那時還沒有證據(jù)表明像弗朗西斯·培根曾經(jīng)預言的那樣,科學一旦被應用到技術(shù)領(lǐng)域就會引起整個人類生活方式的革命性變化。
盡管哥白尼和伽利略已經(jīng)掃蕩掉一些古代科學中的錯誤概念,并加深了人類對宇宙的了解,但那時人們還沒建立起一套原則,這套原則可能將這些看似無關(guān)的事實聯(lián)系起來,形成一套統(tǒng)一的能夠用來進行科學預測的理論。正是牛頓提供了這樣一套統(tǒng)一的理論并使現(xiàn)代科學走上一條此后它一直遵循的路線。
牛頓從不愿意公布他的研究成果。雖然他大部分研究工作的基本思想早在1669年時已經(jīng)形成,但他的大部分理論多年以后才公之于眾。牛頓公布的第一項發(fā)現(xiàn)是他在研究光的性質(zhì)上的具有突破性的工作。經(jīng)過一系列精心的實驗,牛頓發(fā)現(xiàn)普通的白光實際是構(gòu)成彩虹的所有顏色組成的混合光。他還仔細分析了光的反射和折射定律的結(jié)果。利用這些定律,他在1668年設(shè)計并實際制造了第一架反射式望遠鏡。今天,大多數(shù)天文觀測使用的就是這種望遠鏡。在他29歲時,這些發(fā)現(xiàn)連同他所做的許多其他的光學實驗一起被呈交給英國皇家學會。