第1部分(第3/4 頁)

。十八歲的牛頓進入劍橋大學後，迅速地掌握了當時的科學和數學知識，很快就開始進行獨立的研究工作。他在21到27歲期間為科學理論奠定了基礎，使隨後的世界發生了革命性的變化。

十七世紀中期是一個科學鼎盛的時期，該世紀初期望遠鏡的發明，使天文學的研究發生了徹底的革命。英國哲學家弗朗西斯·培根和法國哲學家勒內·笛卡爾都極力勸告所有歐洲的科學家，再不要依賴亞里士多德的權威，而要親自做觀察和實驗。培根和笛卡爾的倡導為偉大的伽俐略所實踐。他用新發明的望遠鏡所做的天文觀測給天文學帶來了革命，他的力學試驗建立了現在人稱的牛頓第一運動定律。

其他偉大的科學家，如發現血液迴圈的威廉·哈維和發現行星繞日運動定律的約翰尼斯·開普勒都為科學領域提供了新的基本知識，而且純科學成了知識分子的一種消遣，但還無法證明弗朗西斯·培根的預言：當科學被運用到技術領域時，就會使人類的全部生活方式發生革命。

雖然哥白尼和伽俐略澄清了古代科學中的一些錯誤觀念，為人類更好地瞭解宇宙作出了貢獻，但是還沒有一套系統的定律來把這些似乎是互不相干的發現變成可以做科學預測的統一學說。是艾薩克·牛頓提出了這種統一的學說，從而使現代科學進入了它一直所遵循的航程。

牛頓一般不願意發表他的研究成果。早在1669年他就在他的大多數著作裡對基本概念作了系統的闡述，但是他的許多學說卻在很久以後才公開發表出來。他公佈的第一個發現是有關光的性質的一項突破性的貢獻。牛頓經過一系列認真的試驗，發現普通光是彩虹所有的不同色光的混合光。他還對光的反射和折射定律的結果做了認真的分析，根據這兩個定律，1668年他設計並真正製造出了第一臺反射望遠鏡，如今大多數天文臺都使用這類望遠鏡。牛頓29歲時把他的這些發現及其許多其他光學試驗結果呈交給英國皇家學會。

僅就光學方面的成就或許就可以使他在本書中佔有一席之地，但是他在這方面的成就比起他在數學或力學方面的成就來，那就相形見絀了。他對數學的貢獻主要是發明了積分，這一成就可能是他在二十三、四歲時做出的，這一發明是當代數學中最偉大的成就，它不僅僅是許多現今數學學說產生的種子，而且也是必不可少的重要工具，沒有這一工具現代科學在隨後就不會取得進展。如果牛頓僅僅發明了積分而別無所獲，也可以使他在本冊中排到相當高的名次。

但是牛頓最重要的發現是在力學方面，力學是研究物體運動的科學。伽俐略發明了第一運動定律，這一定律描述在沒有外力的作用下物體運動的情形。當然在現實中所有的物體都受外力作用，力學中最重要的問題是這種情況下物體怎樣運動。牛頓提出的最著名的第二運動定律，解決了這個問題，這一定律可能被理所當然地視為經典物理學中最基本的定律。他的第二定律（其數學表示式為F＝ma）可表述為：物體運動的加速度（即速度變化率），與作用在該物體上的合力成正比，與物體的質量成反比。除了這兩個定律外，牛頓又提出了著名的第三運動定律（這定律可表述為，有作用力即外力就必然有反作用力，且兩者大小相等方向相反）和他的科學定律中最著名的定律──萬有引力定律。這四條定律一起構成一個統一的體系，實際上所有的宏觀力學體系都可以利用這一體系來加以研究和預測，從單擺的振動到行星繞日在其軌道上運動都用得上。牛頓不僅提出了這些力學定律，而且還利用積分這一數學工具說明了如何利用這些基本定律來解決實際問題。

牛頓定律可以而且已被用來解決極其廣泛的科學和工程學方面的問題。牛頓在世時，他的定律的最有戲劇性的應用是在天文學領域裡。他在這個領域裡也處於領先地位。1687年發表了他的偉大著作《自然哲學的數學原理》（人們通常只稱作《原理》），在該書中他提出了萬有引力定律和運動定律，並說明如何利用這些定律來準確預測行星繞日的運動。牛頓的這一壯舉圓滿地解決了動力天文學的主要問題，即準確預測星體和行星的位置和運動。因此牛頓常被認為是所有的天文學家之魁。

應該怎樣評價牛頓在科學中的重要地位呢？如果我們翻閱一部科學百科全書的索引，就會看到提到牛頓及其定律和發現的條目比任何其他一個科學家都要多（也許多二到三倍）。況且我們還要考慮其他偉大的科學家對牛頓的評價。萊布尼茲決不是牛頓的朋友而是與他進行過唇槍齒劍之爭的對手，他寫道：“從有世以來，到牛頓所處的時代，他在數