牛頓刻苦學習和勤奮工作的故事
牛頓為什么能在科學上獲得巨大成就?他怎樣由一個平常的人成為一個偉大的科學家?要回答這些問題,我們不禁要聯想到他刻苦學習和勤奮工作的幾個故事。
“我一定要超過他!”
一談到牛頓,人們可能認為他小時候一定是個“神童”、“天才”、有著非凡的智力。其實不然,牛頓童年身體瘦弱,頭腦并不聰明。在家鄉讀書的時候,很不用功,在班里的學習成績屬于次等。但他的興趣卻是廣泛的,游戲的本領也比一般兒童高。平時他愛好制作機械模型一類的玩藝兒,如風車、水車、日晷等等。他精心制作的一只水鐘,計時較準確,得到了人們的贊許。
有時,他玩的方法也很奇特。一天,他作了一盞燈籠掛在風箏尾巴上。當夜幕降臨時,點燃的燈籠借風箏上升的力升入空中。發光的燈籠在空中流動,人們大驚,以為是出現了彗星。盡管如此,因為他學習成績不好,還是經常受到歧視。
當時,封建社會的英國等級制度很嚴重,中小學里學習好的學生,可以歧視學習差的同學。有一次課間游戲,大家正玩得興高采烈的時候,一個學習好的學生借故踢了牛頓一腳,并罵他笨蛋。牛頓的心靈受到這種刺激,憤怒極了。他想,我倆都是學生,我為什么受他的欺侮?我一定要超過他!從此,牛頓下定決心,發奮讀書。他早起晚睡,抓緊分秒、勤學勤思。
經過刻苦鉆研,牛頓的學習成績不斷提高,不久就超過了曾欺侮過他的那個同學,名列班級前茅。
在暴風中研究和計算風力
時間對人是一視同仁的,給人以同等的量,但人對時間的利用不同,而所得的知識也大不一樣。
牛頓十六歲時數學知識還很膚淺,對高深的數學知識甚至可以說是不懂。“知識在于積累,聰明來自學習”。牛頓下決心靠自己的努力攀上數學的高峰。在基礎差的不利條件下,牛頓能正確認識自己,知難而進。他從基礎知識、基本公式重新學起,扎扎實實、步步推進。他研究完了歐幾里德幾何學后,又研究笛卡兒幾何學,對比之下覺得歐幾里德幾何學膚淺,便悉心鉆研笛氏幾何學,直到掌握要領、融會貫通。遂之發明了代數二項式定理。傳說中牛頓“大暴風中算風力”的佳話,可為牛頓身體力學的佐證。有一天,天刮著大風暴。風撒野地呼號著,塵土飛揚,迷迷漫漫,使人難以睜眼。牛頓認為這是個準確地研究和計算風力的好機會。于是,便拿著用具,獨自在暴風中來回奔走。他踉踉蹌蹌、吃力地測量著。幾次沙塵迷了眼睛,幾次風吹走了算紙,幾次風使他不得不暫停工作,但都沒有動搖他求知的欲望。他一遍又一遍,終于求得了正確的數據。他快樂極了,急忙跑回家去,繼續進行研究。有志者事竟成。經過勤奮學習,牛頓為自己的科學高塔打下了深厚的基礎。不久,牛頓的數學高塔就建成了,二十二歲時發明了微分學,二十三歲時發明了積分學,為人類科學事業作出了巨大貢獻。
萬有引力和光的秘密
牛頓二十三歲時,鼠疫流行于倫敦。劍橋大學為預防學生受傳染,通告學生休學回家避疫,學校暫時關閉。牛頓回到故鄉林肯郡鄉下。在鄉下度過的休學日子里,他從沒間斷過學習和研究。萬有引力、微積分、光的分析等發明的基礎工作,都是這個期間完成的。
那時,鄉下的孩子是常常用投石器打幾個轉轉之后,把石拋得很遠。他們還可以把一桶牛奶用力從頭上轉過,而牛奶不掉下來。
這些事實使他懷疑起來:“什么力量使投石器里面的石頭,以及水桶里的牛奶不掉下來呢?對于這個問題,他曾想到刻卜勒和伽利略的思想。他從浩瀚的宇宙太空,周行不息的行星,廣寒的月球,直至龐大的地球,進而想到這些龐然大物之間力的相互作用。這時,牛頓一頭扎進”引力“的計算和驗證中了。牛頓計劃用這個原理驗證太陽系各行星的行動規律。他首先推求月球距地球的距離,由于引用的資料數據不正確,計算的結果錯了。因為依理推算月球圍繞地球轉,每分鐘的向心加速度應是十六英尺,但據推算僅得十三點九英尺。在失敗的困境中,牛頓毫不灰心和氣餒,反而以更大的努力進行辛勤地研究。整整經過了七個春秋寒暑,到三十歲時終于把舉世聞名的”萬有引力定律“全面證明出來,奠定了理論天文學、天體力學的基礎。
這時期牛頓還對光學進行了研究,發現了顏色的根源。一次,他在用自制望遠鏡觀察天體時,無論怎樣調整鏡片,視點總是不清楚。他想,這可能與光線的折光有關。接著就實驗起來。他在暗室的窗戶上留一個小圓孔用來透光,在室內窗孔后放一個三棱鏡,在三棱鏡后掛好白屏接受通過三棱鏡折進的光。結果,大出意外,牛頓驚異地看到,白屏上所接受的折光呈橢圓形,兩端現出多彩的顏色來。對這個奇異的現象,牛頓進行了深入的思考。得知光受折射后,太陽的`白光散為紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色。因此,白光(陽光)是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七色光線匯合而成。自然界雨后天晴,陽光經過天空中余圍的雨滴的折射、反射,形成五彩繽紛的虹霓,正是這個道理。
經過進一步研究,牛頓指出世界萬物所以有顏色,并非其自身有顏色。太陽普照萬物,各物體只吸收它所接受的顏色,而將它所不能接受的顏色反射出來。這反射出來的顏色就是人們見到的各種物體的顏色。這一學說準確地道出顏色的根源,世界上自古以來所出現的各種顏色學說都被它所推翻。
牛頓所以能取得如此巨大的成就,早年苦學所打下的深厚數學基礎起了重要作用。
進入忘我的境界
在一個崎嶇的山路上,一位白發蒼蒼的老人牽著一匹馬在緩緩登山。人在前面慢慢地走,馬在后面一步步地跟,山谷中響著單調的馬蹄聲。走啊,走啊,馬突然脫韁而跑,老人由于沉浸在極度的思索之中,竟沒有發覺。老人依然不畏艱難地登著山,手里還牽著那根馬韁繩。當他登到較平坦的地方想要騎馬時一拉韁繩,拽到面前的只是一根繩,回頭一看馬早已沒有了。
牛頓每天除抽出少量的時間鍛煉身體外,大部分時間是在書房里度過的。一次,在書房中,他一邊思考著問題,一邊在煮雞蛋。苦苦地思索,簡直使他癡呆。突然,鍋里的水沸騰了,趕忙掀鍋一看,”啊!“他驚叫起來,鍋里煮的卻是一塊懷表。原來他考慮問題時竟心不在焉地隨手把懷表當做雞蛋放在鍋里了。
還有一次,牛頓邀請一位朋友到他家吃午飯。他研究科學入了迷,把這件事忘掉了。他的傭人照例只準備了牛頓個人吃的午飯。臨近中午,客人應邀而來。客人看見牛頓正在埋頭計算問題,桌上、床上擺著稿紙、書籍。看到這種情形,客人沒有打攪牛頓,見桌上擺著飯菜,以為是給他準備的,便坐下吃了起來。吃完后就悄悄地走了。當牛頓把題計算完了,走到餐桌旁準備吃午飯時,看見盤子里吃過的雞骨頭,恍然大悟地說:”我以為我沒有吃飯呢,我還是吃了。“
這些故事究竟是真是假,并不關重要,不過表明了牛頓是一個怎樣沉思默想,不修邊幅,虛己斂容的人,他對科學極度的專心,總是想著星辰的旋轉,宇宙的變化,而進入了忘我的境界。
謙虛謹慎、一絲不茍的學風
”寬闊的河流平靜,學識淵博的人謙虛。“凡是對人類發展作出巨大貢獻的偉大人物,都有謙虛的美德。牛頓每當在科學上獲得偉大成就時,從不沾沾自喜,自以為很了不起,急忙出版著作,以揚名于世。
當牛頓費盡心血算出”萬有引力定律“后,沒有急于發表。而是繼續孜孜不倦地深思了數年,研究了數年,埋頭于數字計算之中,從未對任何人講過一句。后來,牛頓的朋友,大天文學家哈雷(彗星的發現者),在證明一個關于行星軌道的規律遇到困難時,專程登門請教牛頓。牛頓把自己關于計算”萬有引力“的書稿交給哈雷看。哈雷看后才知道他所要請教的問題,正是牛頓早已解決、早已算好了的問題,心里欽羨不已。
在一六八四年十一月某一天,哈雷又到牛頓的寓所拜訪。當談到有關天文學的學術問題時,牛頓拿出寫好的關于論證”萬有引力“的論文,請哈雷提意見。哈雷看后,對這一巨著感到非常驚訝。他欣喜地對牛頓說:”這真是偉大的論證、偉大的著作!“他再三奉勸牛頓盡快發表這部偉大著作,以造福于人類。可是牛頓沒有聽信朋友的好意勸告,輕易地發表自己的著作。而是經過長時間的一絲不茍的反復驗證和計算,確認正確無誤后,才于一六八七年七月將《自然哲學的數學原理》發表于世。
牛頓是個十分謙虛的人,從不自高自大。曾經有人問牛頓:”你獲得成功的秘訣是什么?“牛頓回答說:”假如我有一點微小成就的話,沒有其它秘訣,唯有勤奮而已。“他又說:”假如我看得遠些,那是因為我站在巨人們的肩上。“這些話多么意味深長啊!它生動地道出牛頓獲得巨大成就的奧妙所在,這就是在前人研究成果的基礎上,以獻身的精神,勤奮地創造,開辟出科學的新天地。
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