01
充溢磨难的少年时代
1643年1月4日, 艾萨克·牛顿（Isaac Newton）出世在英格兰乡间一个叫伍尔索普（Woolsthorpe）的小村庄。他的父亲是一个还算殷实的小农场主，母亲是一个家道中落的乡绅的女儿。但是就在牛顿出世前3个月，老牛顿因病去世。临死前，他人让他在遗言上签字，由于不会写自己的姓名，老牛顿就在上面签了一个大写的“X”。
牛顿新居。图片来历：Wikipedia
牛顿是一个早产儿，出世的时分特别瘦弱；按他妈妈的话说，乃至能够放进一个1升大的马克杯里。迫于生计，牛顿的妈妈在他3岁那年嫁给了一个年岁是她两倍以上的老头子。这个老头不喜爱小孩，所以牛顿被留在了自家的农场，由外婆抚育。牛顿特别怨恨自己的继父，从前想一把火烧了他的房子。直到牛顿10岁的时分，继父也过世了，他妈妈才搬回来与他同住。
12岁那年，牛顿被送到邻近的乡镇去上中学。他寄宿在一个药剂师家的阁楼上，并养成了写日记的习气。牛顿的中学日子仍然极度困难。药剂师的两个儿子对牛顿都很不友好；在校园里，由于低矮的身段、孤僻的性情以及遗腹子的身份，牛顿饱尝霸凌，乃至常常在放学后被打得鼻青眼肿。在一本日记中，牛顿曾多次泣诉，说他的中学日子好像“阴间”。
刚开端的几年，牛顿的效果并不好。所以在16岁那年，他妈妈逼迫他退了学，好回家协助干农活。幸亏牛顿的中校园长觉得这个孩子有潜力，专门跑到牛顿家去游说；再加上牛顿的舅舅也觉得外甥是可造之材，容许会在经济上协助，牛顿才得以重返校园。咱们应该感谢这两位有识之士。要是没有他们，整个人类的文明史都会改写。
重回校园的牛顿变得特别尽力，很快就成了全校最好的学生，并在18岁的时分考上了剑桥大学的三一学院。从那今后，牛顿的人生变得面目一新。但磨难的幼年和少年时代仍是在他的身上留下了不可磨灭的印记，终其终身，他都极度孤单。
02
冉冉升起的学术新星
其时剑桥大学的学生分为三类：贵族学生、一般学生和减费学生。贵族学生的膏火很贵，但也享有许多的特权，例如只用3年就能够从大学毕业；一般学生交正常的膏火，像今天的大学生相同，需要用4年才能够从大学毕业；减费学生几乎不交膏火，但他们有必要要给教授和贵族学生当仆人，来保持半工半读的日子。牛顿是减费学生，在由于学业效果优异而取得一笔丰盛的奖学金之前，他当了3年的仆人。
剑桥大学三一学院中具有哥特式修建风格的院子“巨庭”（The Great Court）。图片来历：Andrew Cunn
在三一学院的前两年，牛顿一向都在图书馆里自学。第三年，他遇到了自己的伯乐——第一任卢卡斯数学教授（剑桥大学的一个荣誉职位）艾萨克·巴罗。在巴罗的指引下，牛顿对数学产生了稠密的爱好，并在22岁那年发现了广义二项式定理。这是牛顿做出的第一个严峻的效果。由于这个奉献，他被选取为了三一学院的研究生。
但就在牛顿行将开端他的研究生日子之际，伦敦忽然爆发了一场大瘟疫。为了维护师生的安全，剑桥大学决议斥逐学生，让他们回乡间流亡。无法之下，牛顿只好回到伍尔索普村，并在那里进行了18个月的科学研究。那18个月，后来成了科学史上永久的传奇。由于在那短短一年半的时间里，牛顿完全赖一己之力创始了三门影响深远的学科：微积分、力学和光谱学。
1667年，伦敦的大瘟疫总算停息下来，牛顿也得以重返剑桥。在那里，现已是国际最顶尖科学家的牛顿，很快就开端开放光辉。1669年，巴罗自动让贤，引荐其时只要26岁的牛顿出任第二任的卢卡斯数学教授。3年后，由于创造晰国际上第一台反射式望远镜，年仅29岁的牛顿被选为了英国皇家学会的院士。
03
终身之中最大的敌人
但没过多久，牛顿就在皇家学会的会议上遇到了他终身之中最大的敌人。此人便是英国物理学家罗伯特·胡克（Robert Hooke）。
惋惜的是，胡克在世时的画像恐怕都没能留存下来。这是前史画家Rita Greer依据胡克两位搭档对他的描绘创造的胡克画像。画中展示了绷簧、怀表、化石，以及一张“大火”（Great Fire）后的伦敦地图。1666年伦敦发作了严峻火灾，火势延伸4天，烧毁了城中修建。火灾后，胡克参加了伦敦的重建。图片来历：Rita Greer
同牛顿相同，胡克也有一个磨难的幼年。他从小体弱多病，所以小时分就没去校园，而由他爸爸在家里给他授课。13岁那年，他爸爸去世了，为了保持生计，胡克只好离乡背井，跑到伦敦去当学徒。幸亏，他考入了威斯敏斯特中学，然后又考入了牛津大学。
20岁时，胡克成为英国化学家罗伯特·波义耳的帮手，并在不久之后逐步树立起了自己的学术名誉。25岁，他发现了后来被称为“胡克规律”的力学规则。28岁，他又创造晰一个高分辨率的显微镜，初次看到了植物细胞的细胞壁，并提出了“细胞”的概念。由于这些奉献，胡克也在不到30岁时就被选为英国皇家学会的院士，并被人们称为“伦敦的达芬奇”。
成名后的胡克逐步变得高傲起来，开端时不时地镇压新人。1672年，他就盯上了一个新人，那便是现已声名鹊起的牛顿。
应皇家学会的约请，牛顿到了伦敦，做了一场关于光学的讲演。在这场讲演中，牛顿提出光是由一个个粒子构成的。没想到讲演一完毕，胡克就跳出来砸场子，声称光其实是由波构成的。皇家学会外籍院士、荷兰物理学家惠更斯也人云亦云，对牛顿的光学理论大加责备。这终究引发了一场继续了整整一年的大论争：光到底是粒子仍是波？
这场论争给牛顿带来了很大的损伤。由于唤起了少年时代惨遭霸凌的阅历，他乃至一度威胁要退出皇家学会。在皇家学会秘书奥登伯格的调解下，两边终究达成了“宽和”。但从那今后，牛顿就开端在剑桥“隐居”，不再对外宣布自己的学术效果了。
04
牛顿的复仇
但牛顿和胡克的孽缘并没有完毕。1679年，胡克给牛顿写了封信，说他刚被任命为皇家学会的秘书，想要了解一下各位院士近期的科学研究。在进行了一系列关于力学的评论后，胡克告知牛顿，他以为恣意两个物体之间都存在引力，而这个引力与物体间的间隔平方成反比，这便是所谓的平方反比律。但问题是，胡克仅仅提出了这么一个猜测，却完全无法证明它的正确性。
早在几十年前，波兰天文学家开普勒就发现了闻名的开普勒三规律。依据开普勒三规律，太阳系中所有的行星都在沿椭圆轨道盘绕太阳运动。所以有些科学家就猜测，平方反比律和开普勒三规律之间应该寻在着某种联络。但问题在于，要想证明两者之间的因果联络，有必要用到一个其时还不存在的数学东西，那便是微积分。
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而牛顿正是微积分的创造者。现实上，他正是为了处理这个力学难题，才创造晰微积分。换句话说，牛顿是真实的天选之人；除了他以外，国际上没有任何一个人有才能处理这个科学史上最有名的难题。
1687年，在英国天文学家哈雷的赞助下，牛顿出书了人类科学史上最巨大的作品 — 《天然哲学的数学原理》（Philosophi Naturalis Principia Mathematica），人们常常简称它为《原理》。在这本书中，牛顿提出了闻名的牛顿运动学三规律和万有引力规律，并使用他创造的微积分，证明晰从引力的平方反比律动身能够推导出开普勒三规律。这本书的出书，让牛顿名满天下，或许按哈雷的话说，成了“国际上最接近神的人”。
胡克又给牛顿写信，要求牛顿修订《原理》，供认自己才是平方反比律的发现者。这个要求完全激怒了牛顿。他给胡克回信，说这个规律底子不是胡克提出的，而是一个尽人皆知的现实；早在1645年，法国天文学家布利奥就现已提出了此规律。所以作为对胡克要求的回应，牛顿直接删光了《原理》中所有涉及到胡克的文字。
不仅如此，为了嘲讽胡克，牛顿还在回信中说了这么一句话：“假如我能看得更远一点的话，是由于我站在伟人的膀子上。”其间的潜台词是，“我的成果，与你胡克这个驼背的矮子无关！”搞笑的是，这句用来谩骂的话，后来居然成了一句用来描述牛顿谦逊的名言！
《原理》出书今后，两人的奋斗就失去了悬念。跟着牛顿的步步高升，胡克在皇家学会的位置也越来越被边缘化。1703年，胡克去世。同一年年末，牛顿就当上了英国皇家学会的会长。他对旧日镇压自己的胡克进行了严酷的报复，封闭了胡克的实验室，烧毁了胡克的画像，还抹掉了胡克在皇家学会的全部痕迹。
牛顿曾持有过的《原理》，现存于英国剑桥大学三一学院的莱恩图书馆中。书中有牛顿自己的为后一版别做的修订。图片来历：Andrew Dunn
05
天然生成牛顿，万物生明
1693年，剑桥大学发作了一场大火，烧毁了牛顿的实验室。牛顿的许多手稿都在这场大火中付之一炬。从那今后，牛顿逐步告别了静心科研的日子，开端了自己的另一种人生。
1696年，在新任英国财务大臣的协助下，牛顿当上了皇家造币厂的督办（即二把手）。1700年，他升任为皇家造币厂的厂长。
在17世纪，英国一向实施银本位的准则。换句话说，银币是英国的主要货币。但银币有一个很大的缺陷，那便是特别简单遭到磨损，而逐步发作价值降低。牛顿通过细心的调查研究，指出白银的式微现已不可逆转，不如爽性抛弃银币，把金币作为国家的主要货币。1717年，英国议会通过决议，把黄金和英镑正式挂钩，这便是闻名的金本位准则的来历。牛顿也因此而被后人称为了“金本位之父”。
当然，牛顿也不是完人。他由于买了许多南海公司的股票而巨亏两万英镑，相当于他在剑桥大学作业100年的薪水。牛顿过后感叹到：“我能核算天体的轨道，却无法猜测人道的张狂”。
不过，这两万英镑对其时的牛顿现已不算什么了。他其时是皇家学会会长兼皇家造币厂厂长。要是换成今天我国的官职，相当于我国科学院院长兼我国人民银行行长。
1705年，牛顿被安妮女王册封为爵士，成了国际上第二个被册封为爵士的科学家（第一个是弗朗西斯·培根）。1727年3月31日，牛顿与世长辞，并成了国际上第一个享用国葬待遇的科学家。闻名的法国启蒙思想家伏尔泰亲眼目睹了牛顿的葬礼，并在回忆录中写到：“英国人吊唁牛顿就像吊唁一位国王。”
后世对牛顿稀有不清的赞许。其间撒播最广的是英国诗人亚历山大·蒲柏的一首诗：
Nature and nature's laws lay hid in night; God said "Let Newton be" and all was light.
（道法天然，旧藏玄冥。天然生成牛顿，万物生明。）
修改：婉珺
排版：陈小砖
题图来历：thinglink.com
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