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少年时的牛顿并不是神童,他成绩一般,但他喜欢读书,喜欢看一些介绍各种简单机械模型制作方法的读物,并从中受到启发,自己动手制作些奇奇怪怪的小玩意,如风车、木钟、折叠式提灯等等。
传说小牛顿把风车的机械原理摸透后,自己制造了一架磨坊的模型,他将老鼠绑在一架有轮子的踏车上,然后在轮子的前面放上一粒玉米,刚好那地方是老鼠可望不可及的位置。老鼠想吃玉米,就不断地跑动,于是轮子不停地转动;又一次他放风筝时,在绳子上悬挂着小灯,夜间村人看去惊疑是彗星出现;他还制造了一个小水钟。每天早晨,小水钟会自动滴水到他的脸上,催他起床。他还喜欢绘画、雕刻,尤其喜欢刻日晷,家里墙角、窗台上到处安放着他刻画的日晷,用以验看日影的移动。
艾萨克·牛顿(1643年1月4日—1727年3月31日)爵士,英国皇家学会会长,英国著名的物理学家,百科全书式的“全才”,著有《自然哲学的数学原理》、《光学》。
他在1687年发表的论文《自然定律》里,对万有引力和三大运动定律进行了描述。这些描述奠定了此后三个世纪里物理世界的科学观点,并成为了现代工程学的基础。他通过论证开普勒行星运动定律与他的引力理论间的一致性,展示了地面物体与天体的运动都遵循着相同的自然定律;为太阳中心说提供了强有力的理论支持,并推动了科学革命。
在力学上,牛顿阐明了动量和角动量守恒的原理,提出牛顿运动定律。在光学上,他发明了反射望远镜,并基于对三棱镜将白光发散成可见光谱的观察,发展出了颜色理论。他还系统地表述了冷却定律,并研究了音速。
在数学上,牛顿与戈特弗里德·威廉·莱布尼茨分享了发展出微积分学的荣誉。他也证明了广义二项式定理,提出了“牛顿法”以趋近函数的零点,并为幂级数的研究做出了贡献。
牛顿小时候的故事
1、牛顿与苹果
1666年前后,牛顿在老家居住的时候已经考虑过万有引力的问题。假期里,他常常在花园里小坐片刻。有一次,象以往屡次发生的那样,一个苹果从树上掉了下来。
一个苹果的偶然落地,却是人类思想史的一个转折点,它使坐在花园里的牛顿头脑开了窍,引起他的沉思:究竟是什么原因使一切物体都受到差不多总是朝向地心的吸引呢?牛顿思索着。终于,他发现了对人类具有划时代意义的万有引力。
2、阿基米德洗澡
有一次希耶隆二世制造了一顶金王冠,但是,他总是怀疑金匠偷了他的金,在王冠中掺了银。于是,他请来阿基米德鉴定,条件是不许弄坏王冠。当时,人们并不知道不同的物质有不同的比重,阿基米德冥思苦想了好多天,也没有好的办法。
有一天,他去洗澡,刚躺进盛满温水的浴盆时,水便漫溢出来,而他则感到自己的身体在微微上浮。于是他忽然想到,相同重量的物体,由于体积的不同,排出的水量也不同。他不再洗澡,从浴盆中跳出来,一丝不挂地从大街上跑回家。
当他的仆人气喘吁吁地追回家时,阿基米德已经在作实验;他把王冠放到盛满水的盆中,量出溢出的水,又把同样重量的纯金放到盛满水的盆中,但溢出的水比刚才溢出的少,于是,他得出金匠在王冠中掺了银子。由此,他发现了浮力原理。
3、莱特兄弟发明飞机
圣诞节莱特兄弟的爸爸给他们带回了一个"蝴蝶“玩具,爸爸告诉他们,这是飞螺旋,能在空中高高地飞去。从这以后,在他们的幼小心灵里,就萌发了将来一定制造出一种能飞上高高蓝天的东西。这个愿望一直影响着他们。
莱特兄弟不仅努力掌握前人的研究成果,而且十分注意直接向活生生的飞行物——鸟类学习。他们常常仰面朝天躺在地上,一连几个小时仔细观察鹰在空中的飞行,研究和思索它们起飞、升降和盘旋的机理。
奇迹发生在1903年12月17日。这天清晨,美国北卡罗莱纳州的基蒂霍克还在沉睡,天气寒冷,刮着大风,空旷的沙滩上静静地停放着一个带着巨大双翼的怪家伙,这就是人类历史上第一架飞机——“飞行者一号”。
4、瓦特改良蒸汽机
小时候瓦特去他姑妈家看见沸腾的水使水壶盖不停地跳跃,由此使他找到灵感,但经常被祖母阻止,经过反复试验终于在长大后发明了改良蒸汽机。
5、一颗钉子
查理准备与里奇蒙德决一死战,查理让一个人去给自己的马钉马掌,铁匠弄到第四个掌时,还差两个钉子来钉第四个掌,便偷偷地敷衍了事。不久,查理和对方交上了火,大战中忽然一只马掌掉了,国王被战马掀在地上,亨利俘虏了查理。
于是就有了“少了两枚铁钉,掉了一只马掌,掉了一只马掌,丢了一匹战马,丢了一匹战马,败了一场战役,败了一场战役,失了一个国家。”的说法。1%的错误导致了100%的失败,一个庞大的王朝,就这样被毁掉了。
6、千里之堤,毁于蚁穴
20世纪70年代以来,广东清远溃堤13条,塌坝9座,查实其中有9条堤围和5座大坝是土白蚁为害的结果。
1986年7月广东梅州市发生建国以来特大水灾,梅江决堤62条,其中土白蚁造成的缺口55个,1981年9月广东阳江市境内的漠阳堤段出现18个缺口,其中查实有6个是土白蚁为害所致。
7、稀有气体
瑞典化学家舍勒原来是一个药店的学徒工,由于他顽强的学习精神,刻苦钻研,结果发现了许多气体并合成了许多有机物。
而英国化学家瑞利和拉姆基在测量气体的密度时,发现由亚硝酸铵制得的氮气和由空气分离所得的氮气密度不同,但是仅几毫克的差别。别人是容易忽略的,而他们却认真地分析研究,进一步地分离测量,最后发现了稀有气体。
8、替代零件
2000年7月24日,法航一架协和飞机在巴黎郊外的戴高乐机场起飞后不久起火坠毁,造成113人丧生。随后,法航和英航旗下所有的协和飞机都被停飞、接受检查。?
进一步的调查表明:掉落在飞机跑道上的金属薄片并不是该DC10飞机的原配件,而是飞机的发动机在检修时所换上的替代零件。
9、地铁效益
上海地铁一号线是由德国人设计的,看上去并没有什么特别的地方,直到中国设计师设计的二号线投入运营,才发现其中有那么多的细节被二号线忽略了。结果二号线运营成本远远高于一号线,至今尚未实现收支平衡。
10、一张纸
福特是一个人,他大学毕业后,去一家汽车公司应聘。和他同应聘的三四个人都比他学历高,当前面几个个面试之后,他觉得自己没有什么希望了。
但既来之,则安之。他敲门走进了董事长的办公室,一进办公室,他发现门口地上有一张纸,他弯腰捡了起来,发现是一张渍纸,便顺手把它扔进了废纸篓里。然后才直到董事长的办公桌前,说:“我是来应聘的福特。”
董事长说:“很好,很好!福特先生,你已被我们录用了。”福特惊讶地说:“董事长,我觉得前几位都比我好,你怎么把我录用了呢?”董事长说:“福特先生,前面三位的确学历比你高,而且仪表堂堂,但是他们的眼睛只能看见大事,而看不见小事。
你的眼睛能看见小事,我认为能看见小事的人,将来自然看到大事,一个只能看见大事的人,他会忽略很多小事。他是不会成功的。所以,我才录用了你。”
1643年,牛顿出生在英国一个小农场主家庭。小时候的牛顿学业平常,与众不同的是他爱冷静思考,还有极强的动手能力,课余时间喜欢制作各种各样的工艺品和小机械装置。那时候,人们常利用风力带动风车磨面粉。英国北部的林肯郡乡村的磨坊顶上,就有一架这样的风车。有风的日子,风车就会“咕噜咕噜”转起来。小牛顿每天上学都要经过这座风车磨坊。他非常喜欢那架风车,觉得只要那么一点儿风,就能推动这么庞大的风车转动起来,还能带动大磨将麦子磨成面粉,真是太神奇了!这一天,在一条乡间小路上,一群孩子蹦蹦跳跳地走回家去。人群中,一个瘦弱的孩子显得有些与众不同,他的脚步很慢。这个孩子就是12岁的牛顿。此刻,小牛顿正朝风车磨坊走去。他在想:“风车是靠风来带动的,可要是没风,风车还能转动吗?”这时,他发现树上的树叶纹丝不动,真的一丝风也没有了。小牛顿急了,脚步也不由得快了起来。果然,小牛顿发现那架风车无精打采地立在那儿,一动也不动。这回,小牛顿又在想:“有什么办法能不受风的影响,让风车一直转动下去呢?”吃过晚饭,小牛顿决定按照自己的想法造一架能一直转动的风车。从此一放学,他就飞快地跑回家去,躲在屋里搞他的“发明”。终于有一天,小牛顿的小风车诞生了,它不靠风也能转动!因为小牛顿在小风车上安装了网罩圆轮,将一只老鼠关在网罩内踏动圆轮,带着小风车转动。老鼠一跑一踩,小风车就不停地转动起来了……小牛顿高兴地将小风车拿给磨坊主人看。“咕噜,咕噜”,风车的转动声让人们惊讶万分。这是一架“会魔术”的风车,没有风做动力自己就能转动!磨坊主人连连夸奖:“不错,不错,真是个会动脑筋的孩子!”“我还要制造个大风车,让它也能带动大磨磨出面粉!”牛顿昂起头,眼睛里闪着坚定的光芒。长大后,牛顿就是凭着这个勤思考、爱动手的习惯,成为世界上伟大的科学家,发现了许多科学上的重要规律,其中包括对科学界影响巨大的万有引力定律。
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