谁揭开了万有引力的面纱?

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近代自然科学与古代科学相比，有两大特征：用实验可以验证，用数字可以精确表达。17世纪英国科学家牛顿（1642——1727年）创立的力学，是世界上第一门具备这两大特征的学科，为其他学科树立了典范。牛顿本人作为力学之父，是世界历史上对人类文明做出划时代贡献的少数科学家之一。

▲牛顿画像

牛顿出生在英国林肯郡农村，作为近代科学家的开创者，牛顿小时候并不是神童，也不是天才，身体瘦弱，头脑也并不聪明。父亲在他出生前两个月就去世了，母亲在他两岁多时改嫁，牛顿由外祖母和舅舅抚养成人。他酷爱读书，经常动手制作小机械，常常为奇妙的自然现象向老师发问。18岁时，他以减费生的身份进入著名的剑桥大学，23岁获学士学位。

1665年夏季，为了躲避伦敦发生的瘟疫，牛顿回到家乡。在乡下居住的18个月，是牛顿一生中创造性思维最为活跃的时期，在数学、光学、天文学、力学等领域都有划时代的发现。以后几十年，他把青年时代的创见加以整理，完成了举世闻名的巨著《自然哲学的数学原理》，成为近代科学史上的里程碑。

在牛顿之前，人们普遍认为天上物体的运动规律和地上物体的运动规律是不同的，一个做圆运动，一个做直线运动。但是牛顿证明，不论天上还是地上的物体，都要遵循惯性定律、质点运动定律和作用力与反作用力定律，即所谓的“牛顿三定律”运动。他还明确指出，推动行星绕日运动的是天体之间存在的万有引力。运用牛顿三定律和万有引力定律，不仅计算出了行星围绕太阳的运动，卫星围绕行星的运动，还说明了地面上物体的降落运动和抛射运动，以及海洋潮汐发生的原理，并能确定彗星的轨道和运动周期。牛顿还最早提出了发射人造卫星的设想。这些空前的成就标志着牛顿已经成功地建立了近代力学和天文学。

在数学方面，牛顿的最大功绩，是和莱布尼兹同时发明了微积分，并且把微积分和力学结合起来，用微分方程的形式来表达运动物体受力和所产生的加速度之间的关系，使长期以来非常神秘的运动过程一下子变得清楚明白，计算结果和实际情况分毫不差。

光是自然界中一种神奇的物质，它照亮了世界，使世间万物充满了勃勃生机。而牛顿对于光的发现也震动了世界。他利用了一只玻璃三棱镜证明了白色光线实际上是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种不同颜色的光线混合而成的，而且因为不同光线具有不同的折射率，所以形成雨后美丽的彩虹。牛顿还提出了光是高速前进的粒子流的学说，引起科学界热烈的讨论。

牛顿多方面的贡献对于三百多年来自然科学的发展起了重要的作用，他写下了世界历史极其辉煌的一页。