初中 · 高中 都能读得懂

读懂牛顿

那个把「天空」和「地面」用同一条规律连起来的人

三百多年前,一个英格兰乡下的少年开始在笔记本上涂涂画画。他后来写下的东西,让我们第一次算出了月亮为什么不会掉下来,也让我们今天能造出卫星、过山车和手机里的导航。这个网站用你能听懂的话,讲清楚他到底做了什么。

84
岁 · 1643–1727
1687
《原理》出版
4
大成就领域
牛顿 1702 年肖像
牛顿 56 岁肖像(1702 年)
戈弗雷·内勒绘 · 现藏英国国家肖像馆
四大成就

他到底做出了什么

四件事,任何一件都足以让他被写进历史。点开任意一张卡片,可以看到完整的来龙去脉。

一生

他这一辈子

点开每一个年份,看看那一年发生了什么。查看完整时间轴 →

1643

出生:一个没人看好的早产儿

英格兰林肯郡,伍尔索普庄园

伍尔索普庄园
牛顿出生并度过童年、也度过"奇迹年"的伍尔索普庄园,至今仍在。

牛顿出生于旧历 1642 年的圣诞节(新历 1643 年 1 月 4 日),是个早产儿,小到据说能装进一升的杯子里。他父亲在他出生前三个月就去世了,母亲在他三岁时改嫁,把他留给外祖母抚养。

没有人会想到,这个从小跟外祖母长大的乡下孩子,将来会改变人类看待世界的方式。

起点1643
1665

瘟疫停课:史上最著名的"休学两年"

奇迹年 · 微积分、光学、引力同时冒头

棱镜色散示意图
牛顿在窗户上钻了个小孔,让一束阳光穿过棱镜 —— 墙上出现了彩虹色的光带。

1665 年伦敦爆发大瘟疫,剑桥大学停课,23 岁的牛顿收拾行李回到乡下老家。接下来的两年里,他几乎同时开始了三件大事:琢磨"一直在变的东西该怎么算"(后来的微积分)、用三棱镜拆开阳光(光学)、思考让苹果落地的力能不能一直延伸到月球(万有引力)。

他后来自己回忆说:"在那两年里,我正处于发明的盛年,对数学和哲学的思考,比此后任何时候都多。"

奇迹年微积分 光学引力

看微积分的故事 →

1687

《原理》出版:一本书改变物理学

三大运动定律 + 万有引力定律

《自然哲学的数学原理》1687 年版扉页
《自然哲学的数学原理》1687 年初版扉页。全书用拉丁文写成,通篇是几何证明。

这本书的篇幅厚得像块砖,通篇是几何证明,当时全世界能读懂的人不超过几十个。但它回答的问题极其朴素:行星为什么这样走?苹果为什么向下掉?答案只有一个——因为同一个力。

有意思的是,这本书是被一位朋友"问"出来的。1684 年,哈雷登门请教,问:"如果引力按距离的平方反比衰减,行星轨道会是什么形状?"牛顿随口答"椭圆";哈雷追问依据,他一时找不出当年的计算稿,只好回去重算——越算越多,最后算成了一本书。

《原理》万有引力三大定律

看万有引力 →

1704

《光学》出版:三十年前的发现终于成书

系统讲清颜色、反射、折射与"牛顿环"

牛顿早在三十多岁就完成了光学的核心实验,却因为和胡克的争论闹得心力交瘁,一直拖着不发表。等到胡克去世的第二年(1704 年),他才把《光学》写成书出版。

书里不只有棱镜实验,还有他对"牛顿环"的观察、对光的本性的猜测,以及一大堆他承认自己还搞不明白的问题——这些"我不知道",后来成了别人研究的起点。

光学1704

看光学与颜色 →

1727

葬于西敏寺:一个科学家的最高规格

1727 年 3 月 31 日,享年 84 岁

西敏寺的牛顿墓
牛顿安葬在西敏寺,与英国的国王和英雄们在一起。

牛顿终身未婚,晚年由外甥女照顾。他去世后享受国葬待遇,安葬在西敏寺——那是英国给国家英雄的最高礼遇,此前几乎没有科学家享受过。

他墓碑上的拉丁文铭文大意是:"让人类欢呼吧,因为曾经有过这样一位为人类增添光彩的人。"

终点1727

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随时可查

看到不懂的词,点一下就有解释

全站所有带虚线下划线的词都可以点击。下面这些也行,试试看。

惯性 质量 重量 合力 加速度 摩擦力 参考系 万有引力 平方反比 引力常数 轨道 逃逸速度 自由落体 潮汐 棱镜 色散 光谱 色差 反射望远镜 牛顿环 切线 变化率 导数 积分 无穷小 流数 苹果落地 奇迹年 哈雷 发明权之争 炼金术 以太

打开完整术语词典(53 条)→

动手玩一玩

自己动手拖一拖,比读十遍都管用

三个可以直接在网页上操作的小演示:拉一拉棱镜、调一调引力、打一发炮弹。

🔬 棱镜分光

拖动光线方向,看白光怎么散成七色——这正是牛顿当年要解释的现象。

去玩 →

🌙 引力有多大

改变两个物体的质量和距离,实时看到引力变成多少——顺便数数相当于几个苹果。

去玩 →

🎯 打一发炮弹

调整初速度和角度,看炮弹落在哪里;换个星球的重力,看看会飞多远。

去玩 →
先说清楚

关于牛顿,你可能听错了三件事

❌ 苹果砸中了他的头

苹果大概没有砸到他头上。更可靠的说法是:他在老家果园看到苹果落下,于是开始琢磨"这个拉力能延伸多远"。真正厉害的不是苹果,是他问出的那个问题。

❌ 他是个纯粹的理性机器

事实上,牛顿留下的手稿里,关于炼金术和神学的字数远远超过物理和数学。他也会跟人吵架、记仇、几十年不发表成果。他是天才,但首先是个真人。

❌ 他闭门造车、没靠任何人

那句"站在巨人的肩膀上"不只是客套:他站在哥白尼、第谷、开普勒、伽利略的肩膀上,也被哈雷推着、被胡克激着。科学的进步从来是接力赛。