【簡介：】??愛因斯坦從小興趣廣泛，有強(qiáng)烈的求知欲和對新鮮事物的好奇心。他10歲時進(jìn)了慕尼黑的路德波提中學(xué)，12歲時自學(xué)了歐幾里得的幾何學(xué)，13歲時就閱讀了德國哲學(xué)家康德的著作。由于
??愛因斯坦從小興趣廣泛，有強(qiáng)烈的求知欲和對新鮮事物的好奇心。他10歲時進(jìn)了慕尼黑的路德波提中學(xué)，12歲時自學(xué)了歐幾里得的幾何學(xué)，13歲時就閱讀了德國哲學(xué)家康德的著作。由于不滿德國的軍國主義教育，愛因斯坦在17歲時離開德國來到瑞士，考人蘇黎世工業(yè)大學(xué)，主修數(shù)學(xué)和物理，1900年，以優(yōu)異的成績通過國家考試畢業(yè)。
??1903年，愛因斯坦同米列娃?馬里奇結(jié)婚。1905年，愛因斯坦在《物理學(xué)紀(jì)事》上連續(xù)發(fā)表了3篇科學(xué)論文，取得了科學(xué)研究的重大突破。一篇是討論布朗運動的，用最有力的證據(jù)證明了分子的存在；一篇是發(fā)展普朗克的量子論的，提出了光量子的假設(shè)，他也因此獲得了 1921年的諾貝爾物理學(xué)獎；第三篇是《論運動物體的電動力學(xué)》，是愛因斯坦狹義相對論的第一篇，但在當(dāng)時，他的相對論思想還沒有幾個人能夠理解。
??就這樣，愛因斯坦在不到一年的時間里在物理學(xué)的三個不同領(lǐng)域中取得了重大突破，這在科學(xué)發(fā)展史上是沒有先例的，而他當(dāng)時年僅26歲。此后，他先后被聘為蘇黎世工業(yè)大學(xué)副教授、布拉格大學(xué)和瑞士聯(lián)邦高等專科學(xué)校的教授。1911年，他在布魯塞爾的一次科學(xué)大會上與居里夫人相識，得到了居里夫人的極高評價。
??1913年，愛因斯坦回到故鄉(xiāng)德國，被選為普魯士科學(xué)院院長和柏林大學(xué)教授，并擔(dān)任了愷撒?威廉物理研究所所長。1915年，在狹義相對論發(fā)表十年后，愛因斯坦終于發(fā)表了廣義相對論。1916年，他完成了總結(jié)性的論著《廣義相對論原理》，這本著作把哲學(xué)的深奧、物理學(xué)的直觀和數(shù)學(xué)的技藝令人驚嘆地結(jié)合在一起，被稱為是20世紀(jì)理論物理學(xué)的巔峰。
??1916年，愛因斯坦又總結(jié)了量子論的發(fā)展，奠定了現(xiàn)代激光技術(shù)的理論基礎(chǔ)。今天，相對論和量子論一起成為了現(xiàn)代物理學(xué)中最主要的理論基礎(chǔ)，是宇宙航行和天文學(xué)的主要理論依據(jù)。20世紀(jì)20年代后，愛因斯坦集中力量探索統(tǒng)一場理論，并在1929年發(fā)表了研究論文《統(tǒng)一場論》。
??希特勒上臺后，納粹政權(quán)瘋狂迫害猶太人，愛因斯坦宣布放棄德國國籍，于1933年11月移居美國新澤西州的普林斯頓，在那里繼續(xù)開展科學(xué)研究，于1940年加人美國國籍。愛因斯坦在發(fā)表狹義相對論時提出的質(zhì)能轉(zhuǎn)換公式在1939年時已經(jīng)不再是一個純理論問題了，因為科學(xué)家們已經(jīng)進(jìn)行了從原子核裂變中獲得巨大能量的實驗，而德國在當(dāng)時的原子能實驗中居于領(lǐng)先地位。
??愛因斯坦對此深感不安，他在1939年給美國總統(tǒng)羅斯福寫信，介紹了原子彈的巨大威力，敦促美國政府加快對原子彈的研究。愛因斯坦本想使原子彈成為一種威懾力量，但是當(dāng)1945年8月6日第一顆原子彈在日本廣島爆炸時，愛因斯坦感到無限的悲哀，并尖銳地指出原子彈作為戰(zhàn)爭武器會使人類滅亡的可怕后果。
?? 1955年4月18日凌晨，愛因斯坦在睡夢中與世長辭，享年76歲。
科學(xué)家最渴望的背德實驗”有哪些？
黑猩猩的幼兒體型較小，因此從解剖學(xué)來看，“混血兒”最好是在人類子宮內(nèi)孕育
你最佩服的科學(xué)家是誰
??牛頓
古希臘的燦爛文化在漫長的黑暗中世紀(jì)中埋沒風(fēng)塵，黯然失色。15世紀(jì)，文藝復(fù)興的大旗飄揚在歐洲大陸上，自然科學(xué)獲得新的生命，蓬勃成長?？茖W(xué)巨匠N。哥白尼、第谷、J。開普勒、伽利略以及R。笛卡兒等先后馳名于歐洲。
??一場科學(xué)革命沖破了中世紀(jì)封建勢力和經(jīng)院哲學(xué)的層層羅網(wǎng)，不斷取得勝利。
牛頓——偉大的科學(xué)家，經(jīng)典物理學(xué)理論體系的建立者——正是在歐洲出現(xiàn)政治、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)文化新變革的時代誕生的。
家世和生平
1643年1月4日(儒略歷1642年12月25日)牛頓誕生于英格蘭林肯郡的小鎮(zhèn)烏爾斯普的一個自耕農(nóng)家庭。
??牛頓出生之前，父親已去世。牛頓生而孱弱，過了3年,他的母親再嫁給一位牧師，把孩子留在他祖母身邊撫養(yǎng)。8年之后，牧師病故，牛頓的母親帶著后夫所生的一子二女又回到烏爾斯索普。牛頓自幼沉默寡言,性格倔強(qiáng),這種習(xí)性可能來自他的家庭處境。牛頓少年時代喜歡擺弄機(jī)械小技巧。
??傳說他做過一架磨坊的模型，動力是小老鼠；有一次他放風(fēng)箏時，在繩子上懸掛著小燈，夜間村人看去驚疑是彗星出現(xiàn)。他喜歡繪畫、雕刻，尤喜歡刻日晷，家里墻角、窗臺上到處安放著他刻劃的日晷，用以驗看日影的移動，以知時刻。12歲進(jìn)離家不遠(yuǎn)的格蘭瑟中學(xué)。牛頓的母親原希望他成為一個農(nóng)民，能贍養(yǎng)家庭，但牛頓本人卻無意于此而酷愛讀書，以致經(jīng)常忘了干活。
??隨著年歲增大，牛頓越發(fā)愛好讀書，喜歡沉思，做科學(xué)小試驗。他在格蘭瑟姆中學(xué)讀書時，曾寄寓在一位藥劑師家里，使他受到化學(xué)實驗的熏陶。牛頓在中學(xué)時代學(xué)習(xí)成績并不出眾，只是愛好讀書，對自然現(xiàn)象有好奇心,例如顏色、日影四季的移動,尤好幾何學(xué)、哥白尼的日心說等等。
??他還分門別類地記讀書心得筆記，又喜歡別出心裁地做些小工具、小技巧、小發(fā)明、小試驗。當(dāng)時英國社會滲入基督教新教思想，牛頓家里有兩位都以神父為職業(yè)的親戚，這可能影響牛頓晚年的宗教生活。從這些平凡的環(huán)境和活動中，看不出幼年的牛頓是一個才能出眾異于常人的兒童。
??然而格蘭瑟姆中學(xué)的校長J。斯托克斯，還有牛頓的一位當(dāng)神父的叔父W。艾斯庫別具慧眼，鼓勵牛頓上大學(xué)讀書。牛頓于1661年以減費生的身份進(jìn)入劍橋大學(xué)三一學(xué)院，1664年成為獎學(xué)金獲得者，1665年獲學(xué)士學(xué)位。17世紀(jì)中葉，劍橋大學(xué)的教育制度還浸透著濃厚的中世紀(jì)經(jīng)院哲學(xué)的氣味。
??當(dāng)牛頓進(jìn)入劍橋大學(xué)時,那里還在傳授一些經(jīng)院式課程，如邏輯、古文、語法、古代史、神學(xué)等等。兩年之后三一學(xué)院出現(xiàn)了新氣象。H。盧卡斯創(chuàng)設(shè)了一個獨辟蹊徑的講座，規(guī)定講授自然科學(xué)知識如地理、物理、天文和數(shù)學(xué)課程。講座的第一任教授I。巴羅是一位博學(xué)的科學(xué)家。
??就是這位教師把牛頓引向自然科學(xué)。在這段學(xué)習(xí)過程中，牛頓掌握了算術(shù)、三角，學(xué)習(xí)了歐幾里得的《幾何原理》。他又讀了開普勒的《光學(xué)》，笛卡兒的《幾何學(xué)》和《哲學(xué)原理》，伽利略的《兩大世界體系的》，R。胡克的《顯微圖集》，還有皇家學(xué)會的歷史和早期的《哲學(xué)學(xué)報》等。
??牛頓在巴羅的門下學(xué)習(xí)，是他學(xué)習(xí)的關(guān)鍵時期。巴羅比牛頓大12歲，精于數(shù)學(xué)和光學(xué)，他對牛頓的才華極為贊賞，他認(rèn)為牛頓的數(shù)學(xué)才能超過自己。1665～1666年倫敦大疫。劍橋離倫敦不遠(yuǎn)，為恐波及，學(xué)校停課。牛頓于1665年 6月回到故鄉(xiāng)烏爾斯索普。
由于牛頓在劍橋受到數(shù)學(xué)和自然科學(xué)的熏陶和培養(yǎng)，對探索自然現(xiàn)象產(chǎn)生極為濃厚的興趣。
??就在1665～1666年這兩年之內(nèi)，他在自然科學(xué)領(lǐng)域內(nèi)思潮奔騰，才華迸發(fā)，思考前人從未思考過的問題，踏進(jìn)前人沒有涉及的領(lǐng)域，創(chuàng)建前所未有的驚人業(yè)績。1665年初他創(chuàng)立級數(shù)近似法以及把任何冪的二項式化為一個級數(shù)的規(guī)則。同年11月，創(chuàng)立正流數(shù)法（微分）；次年 1月，研究顏色理論；5月，開始研究反流數(shù)法（積分）。
??這一年內(nèi),牛頓還開始想到研究重力問題，并想把重力理論推廣到月球的運行軌道上去。他還從開普勒定律中推導(dǎo)出使行星保持在它們軌道上的力必定與它們到旋轉(zhuǎn)中心的距離平方成反比。牛頓見蘋果落地而悟出地球引力的傳說，說的也是在此時發(fā)生的軼事?？傊?，在家鄉(xiāng)居住的這兩年中，牛頓以比此后任何時候更為旺盛的精力從事科學(xué)創(chuàng)造，并關(guān)心自然哲學(xué)問題。
??由此可見，牛頓一生的重大科學(xué)思想是在他青春年華、思想敏銳短短兩年期間孕育、萌發(fā)和形成的。
1667年牛頓重返劍橋大學(xué)，10月1日被選為三一學(xué)院的仲院侶，次年 3月16日選為正院侶。當(dāng)時巴羅對牛頓的才能有充分認(rèn)識。1669年10月27日巴羅便讓年僅26歲的牛頓接替他擔(dān)任盧卡斯講座的教授。
??牛頓把他的光學(xué)講稿(1670～1672)、算術(shù)和代數(shù)講稿(1673～1683)《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》（以下簡稱《原理》）的第一部分(1684～1685)，還有《宇宙體系》(1687)等手稿送到劍橋大學(xué)圖書館收藏。1672年起他被接納為皇家學(xué)會會員，1703年被選為皇家學(xué)會主席直到逝世。
??其間牛頓和國內(nèi)外科學(xué)家通信最多的有R。玻意耳、J。柯林斯、J。夫拉姆斯蒂德、D。格雷果理、E。哈雷、胡克、C。惠更斯、G。W。F。von萊布尼茲和J。沃利斯等。牛頓在寫作《原理》之后，厭倦大學(xué)教授生活，他得到在大學(xué)學(xué)生時代結(jié)識的一位貴族后裔C。
??蒙塔古的幫助，于1696年謀得造幣廠監(jiān)督職位，1699年升任廠長，1701年辭去劍橋大學(xué)工作。當(dāng)時英國幣制混亂，牛頓運用他的冶金知識，制造新幣。因改革幣制有功,1705年受封為爵士。晚年研究宗教,著有《圣經(jīng)里兩大錯訛的歷史考證》等文。牛頓于1727年 3月31日（儒略歷20日）在倫敦郊區(qū)肯辛頓寓中逝世，以國葬禮葬于倫敦威斯敏斯特教堂。
??
《光學(xué)》和反射式望遠(yuǎn)鏡的發(fā)明，光學(xué)和力學(xué)一樣，在古希臘時代就受到注意。用于天文觀測的需要,光學(xué)儀器的制作很早就得到了發(fā)展，光的反射定律早在歐幾里得時代已經(jīng)聞名，但折射定律直到牛頓出生之前不久才為荷蘭科學(xué)家W。斯涅耳所發(fā)現(xiàn)。
??玻璃的制作早已從阿拉伯輾轉(zhuǎn)傳入西歐。16世紀(jì)荷蘭磨制透鏡的手工業(yè)大興。把透鏡適當(dāng)組合成一個系統(tǒng)就可成為顯微鏡或望遠(yuǎn)鏡。這兩種儀器的發(fā)明對科學(xué)發(fā)展起了重大作用。在牛頓之前，伽利略首先把他所制作的望遠(yuǎn)鏡用在天象觀測上。枷利略式的望遠(yuǎn)鏡是以一片會聚透鏡為目鏡、一片發(fā)散透鏡為物鏡的望遠(yuǎn)鏡。
??還有當(dāng)時盛行的由兩片會聚透鏡組成的開普勒望遠(yuǎn)鏡。兩種望遠(yuǎn)鏡都無法消除物鏡的色散。牛頓發(fā)明以金屬磨成的反射鏡代替會聚透鏡作為物鏡，這樣就避免了物鏡的色散。當(dāng)時牛頓制成的望遠(yuǎn)鏡長6英寸，直徑1英寸，放大率為30～40倍。經(jīng)過改進(jìn)，1671年他制作了第二架更大的反射式望遠(yuǎn)鏡，并送到皇家學(xué)會評審。
??這臺望遠(yuǎn)鏡被皇家學(xué)會作為珍貴科學(xué)文物收藏起來。為了制造反射式望遠(yuǎn)鏡，牛頓親自冶煉合金和研磨鏡面。牛頓自幼愛好動手制模型，做試驗，這對他在光學(xué)實驗上的成功有極大幫助。光的顏色問題早在公元前就有人在作猜測，把虹的光色和玻璃片的邊緣形成的顏色聯(lián)系起來。
??從亞里士多德以來到笛卡兒都認(rèn)為白光是純潔的、均勻的，是光的本質(zhì)，而色光只是光的變種。他們都沒像牛頓那樣認(rèn)真做過實驗。
大約在1663年，牛頓即開始熱衷于光學(xué)研究，磨玻璃、制作望遠(yuǎn)鏡也在這個時期。1666年，他購得一塊玻璃三棱鏡，開始研究色散現(xiàn)象。
??為了這個目的，牛頓在他的《光學(xué)》一書中寫道:“把我的房間弄暗,在我的窗板上開一個小孔，以便適量的太陽光射入室內(nèi)，就在入口處安置我的棱鏡，光通過棱鏡折射達(dá)到對面的墻上。”牛頓看到墻上有彩色的光帶，光帶之長數(shù)倍于原來的白光點，他意識到這些彩色就是組成白色太陽光的原始光色。
??為了證明這一點，牛頓進(jìn)一步做實驗。在光帶投射的屏上也打一個小孔，讓光帶中彩色的一部分穿過第二個小孔，經(jīng)過放在屏后的第二個棱鏡折射投到第二個屏上，又讓第一棱鏡繞它的軸緩慢轉(zhuǎn)動，只見穿出第二個小孔落在第二屏上的像隨著第一棱鏡轉(zhuǎn)動而上下移動。于是看到，為第一棱鏡折射最大的藍(lán)光,經(jīng)過第二棱鏡也是折射得最大；反之,紅光被前后兩個棱鏡折射得最小。
??于是牛頓作出結(jié)論:“經(jīng)過第一棱鏡折射后所得長方形的彩色光帶不是別的，正是由不同的彩色光所組成的白色光經(jīng)折射而形成的?！币簿褪钦f：“白光本身是由折射程度不同的各種彩色光所組成的非均勻的混合體?！边@就是牛頓的光色理論。它是通過實驗建立起來的，牛頓自稱這個實驗為“關(guān)鍵性實驗”。
??這個實驗可說是一個半世紀(jì)后 J。von夫瑯和費建立光譜術(shù)的基礎(chǔ)。事實上牛頓在他的《光學(xué)》第 1卷命題4問題1中用過1～2英寸長、寬僅1/10或1/20英寸的長方形的孔代替小圓孔，他說所得結(jié)果較前更清晰，但沒有夫瑯和費線的記載。牛頓在這方面做了大量的實驗之后，于1672年把他的結(jié)論用書信形式送交皇家學(xué)會評審。
??不料竟引起一場尖銳的論戰(zhàn)。當(dāng)時惠更斯反對他，胡克攻擊他尤甚。早在1665年胡克就在英國提出光的波動理論，這只是一個假說?；莞箘t把它完整起來，認(rèn)為空間的以太是無所不在的，他把以太作為振動的媒質(zhì)，把媒質(zhì)的每一個質(zhì)點都看成一個中心，在中心的周圍形成一個波，惠更斯成功地用這個物理圖像來解釋光的反、折射、還以此來研究冰洲石的雙折射（但是光的波動學(xué)說的確立還有待于一個半世紀(jì)之后由英國的T。
??楊的干涉實驗來證明）。牛頓則持光的微粒說，他認(rèn)為波動說的最大障礙是不能解釋光的直線進(jìn)行。他提出發(fā)光物體發(fā)射出以直線運動的微粒子、微粒子流沖擊視網(wǎng)膜就引起視覺。它也能解釋光的折射與反射，甚至經(jīng)過修改也能解釋F。M。格里馬爾迪發(fā)現(xiàn)的“衍射”現(xiàn)象。
??但對薄膜形成的彩色，牛頓則承認(rèn)微粒說不如波動說解釋得明快。微粒說與波動說之爭在當(dāng)時是十分激烈的，雙方爭論持續(xù)多年。當(dāng)年光的微粒說與波動說之爭，現(xiàn)在可以引用E。T。惠特克的話來結(jié)束這樁公案：“當(dāng)A。愛因斯坦以M。普朗克的量子原理來解釋光電效應(yīng)，光的微粒思想經(jīng)過一個世紀(jì)的沉寂而在1905年又獲得了新生，并因此而導(dǎo)致光量子存在的基本原理。
??他的思想為實驗所充分肯定，特別是光子與電子碰撞所產(chǎn)生的康普頓效應(yīng)服從經(jīng)典的碰撞力學(xué)定律。而同時,關(guān)于光的波動性的實驗并沒有失效，于是我們不得不承認(rèn)波動說和微粒假說都是正確的。”無疑,牛頓的《光學(xué)》(Opticks)是和他的《原理》同為物理學(xué)的巨著，也是科學(xué)界的經(jīng)典著作。
??《光學(xué)》第一版印于1704年，在胡克逝世之后問世。《光學(xué)》最后部分以獨特的形式附上一份著名的“問題”表，共提出31個“問題”（第一版提出16個“問題”）。在“問題”中所談到的不僅是光的折射、反射等，還涉及光與真空,甚至重力、天體等問題。在多處談到光的波動,涉及太陽光與物質(zhì)的相互作用等問題，這些問題涉及物理學(xué)的諸多方面，富有啟發(fā)性，后人評價這些“問題”是《光學(xué)》中最重要的部分，并非虛語。
??牛頓在《光學(xué)》一書中憑借實驗的結(jié)果與分析，建立了光的理論。但在全書中沒有提起不同玻璃具有不同折射率，在全書中也沒有做消色差的實驗，這或許是由于他當(dāng)時還沒有獲得不同質(zhì)玻璃的三棱鏡的緣故。但是牛頓制造反射式望遠(yuǎn)鏡來避免物鏡的色散，卻是個妙法，迄今大型望遠(yuǎn)鏡的制造還遵從此法。
??牛頓死后3年(1730)出版了經(jīng)牛頓生前訂校過的《光學(xué)》第 4版?，F(xiàn)在流行的1931年版本就是根據(jù)第4版重印的。
愛因斯坦在為牛頓《光學(xué)》1931年重印本所作的序中說：“牛頓的時代早已被淡忘了……牛頓的各種發(fā)現(xiàn)已進(jìn)入公認(rèn)的知識寶庫，盡管如此，他的光學(xué)著作的這個新版本還是應(yīng)當(dāng)受到我們懷著衷心感激的心情去歡迎的，因為只有這本書才能使我們有幸看到這位偉大人物本人的活動。
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萬有引力定律和《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，16世紀(jì)丹麥天文學(xué)家第谷對行星繞日運行作了長年累月的觀測，他死后德國天文學(xué)家開普勒整理并分析了第谷的20年的觀測記錄，總結(jié)出行星運動的著名開普勒三定律。這個發(fā)現(xiàn)不僅為經(jīng)典天文學(xué)奠定了基礎(chǔ)，更重要的是導(dǎo)致了其后萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)。
??開普勒在得出行星運動三定律之前，1596年曾提出關(guān)于太陽行星間的吸引作用的思想；隨之提出物體作圓周運動時出現(xiàn)離心力問題。一般認(rèn)為伽利略已領(lǐng)悟到離心力,但對它作進(jìn)一步的認(rèn)識和計算則有待于牛頓。1664年 1月20日牛頓在他的《算草本》上已提出如何計算物體作方法。
??牛頓把推導(dǎo)、計算方法詳盡地寫入他的《原理》（第 3版）第一編第二章命題4定理4下面推論1中，明確地指出：“因此,由于這些圓弧代表運動物體的速度，向心力就是這個速度的平方除以圓周半徑?！睆倪@里可以看出，向心力的求得對于距離平方反比定律的推導(dǎo)是不可少的。
??順便提一下，惠更斯從不同途徑推導(dǎo)得離心力方程和牛頓的相似，結(jié)果于1673年發(fā)表。牛頓雖在早年的《算草本》上提出求向心力的方法，但他自己說“惠更斯先生后來所發(fā)表的離心力理論，我相信在我之前”。引人注意的是，在《原理》第一編和第三編中，凡提到軌道運行時，牛頓都沒有提及離心力一詞，總是強(qiáng)調(diào)拉向軌道中心的向心力。
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