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牛頓:現代科學之父
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內容簡介

本書榮獲各大重要圖書獎項肯定: ◆美國圖書館協會年度優良童書獎 ◆美國《童書中心告示牌月刊》藍緞帶圖書獎 ◆美國紐約Bank Street教育學院年度最佳童書 ◆《學校圖書館月刊》最佳選書 ◆《書單雜誌》十大青少年傳記選書 站在巨人肩膀上眺望宇宙 獻給年輕世代的科學啟蒙 「如果我『比其他人』看得更遠,那是因為我站在巨人的肩膀上。」 ——艾薩克.牛頓,一六七五年 科學家的非凡成就,不只是個人功績,而是建立在其他人的真知灼見上。 光芒萬丈的科學巨人,不只是天生英才,也要面對各種艱難抉擇與考驗。 融合傳記、社會史、科學發明,輕鬆易讀,啟迪人心! 哪些特質最能形容艾薩克.牛頓這個人?神祕、孤僻、偏執、愛記仇……,喔,對了——天資聰穎。這個人想像力豐富,光是靠著「思考」就創建了一門新的數學學科——微積分,又提出關於引力的科學解釋。牛頓因為科學成就而聞名全世界,卻也花許多時間試圖用聖經中的段落預測未來,還想在實驗室中將普通金屬變黃金。不過牛頓心胸極為狹窄,才會企圖毀掉其他膽敢質疑他的科學家。本書翔實描繪牛頓這個人,包括他的矛盾和許多你不知道的事蹟,那是十七世紀瘟疫蔓延的英國,發生倫敦大火,以及兩場巨大變革的年代……

目錄

前言 第一章 孤單 第二章 最令人驚奇的玩具 第三章 課堂外的學習 第四章 蘋果 第五章 牛頓vs. 虎克 第六章 數學大戰 第七章 天文大戰 第八章 全世界最偉大的科學巨著 第九章 牛頓vs. 牛頓 第十章 鍊金術之謎 第十一章 深紅色年代 第十二章 影響 附錄 本書相關人物介紹 牛頓年表

序跋

前言
  「如果我能看得『比別人』更遠,那是因為我站在巨人的肩膀上。」   ——艾薩克.牛頓(Isaac Newton),一六七五   神祕、孤僻、偏執、冷酷、苛刻,或許還需要治療……這些都是艾薩克.牛頓所具有的特點。喔,對了,還有他是從古到今數一數二的偉大科學家之一。(大家應該都知道阿爾伯特.愛因斯坦吧?他就曾經說過:牛頓是最偉大的科學家。)   在牛頓的那個時代,也就是十七世紀後期的英國,「科學家」這個名詞還沒有出現,還要再等一百五十年才開始有人使用這個詞,所以當時稱牛頓是知名的「自然哲學家」,也就是「有興趣探索世界為什麼會以現在這種方式運轉的人」。   行星運行與蘋果掉落等眾人所熟悉的事物連結在一起。他描述所有物理現象背後的基本運動定律,證明宇宙是根據數學原理在運轉。他的定律說明了行星為什麼會像現在這樣運行。他甚至還改變了科學家的工作方式,因為他都是用實驗和測試來證明他的想法,也就是現在我們所說的「科學方法」。   這一切,他是怎麼做到的?有一次,牛頓和他的眾多敵人之一,也就是另一位相當有成就的科學家羅伯特.虎克 (Robert Hooke) 通信時,在信中做出解釋。他說,他之所以能夠看見未來,是因為他站在「巨人的肩膀上」。換句話說,就是其他前輩的發現,使他獲益良多。   不過,只要是和艾薩克.牛頓有關的事,沒有一件是單純的,包括他的這個解釋在內。首先,他對虎克的這項評論聽起來像是讚美,牛頓好像是在暗示虎克也是巨人之一。但是虎克是牛頓的敵人,所以有些傳記作家認為,這句話其實是在間接取笑虎克,因為虎克的個子比一般人矮小。也或許牛頓只是虛偽一下,就像他在寫信給虎克時自稱「你的摯友兼晚生」一樣,用同樣毫無誠意的方式故作謙虛。   不論牛頓的根本動機是什麼,這句引言仍然等於是用優美的言辭扼要說明了科學進展的方式,也就是:一個人的成就是建立在其他人的成就之上。這句話變成牛頓的名言之一。   牛頓這個天才承認他欠其他的天才一份情。那麼誰是引領牛頓的「巨人」?牛頓是站在誰的肩膀上呢?答案是:其他許多人,包括羅伯特.虎克在內。   在牛頓那個時代,因為發生許多變革和紛擾的大事件而動盪不安,例如,英國的政治就像極限運動一樣,國王不斷更替,有的被砍頭,有的逃亡海外。牛頓則似乎遠離塵囂,在劍橋大學裡他的象牙塔上獨自過著平靜的生活。   不過他做的一些事情可一點都不平靜,譬如:用尖銳物品戳自己的眼睛、大發脾氣、日夜在他的祕密實驗室裡燒東西,以及有撼動世界的大發現卻又不願意告訴任何人。   至於牛頓和蘋果的故事呢?這個故事是真的……至少,艾薩克.牛頓是這麼說的。

內文試閱

第一章 孤單
  「悲慘」一詞很適合用來形容牛頓的童年,而這段時期開始於一六四二年的聖誕節。      這並不是個值得慶祝的日子,因為牛頓的父親三個月前才剛過世。牛頓是個早產兒,出生時又瘦又小,沒有人認為他能夠活下來。他剛初生那幾天,母親漢娜把他安置在火爐後方的一個小箱子裡,讓他能夠保持溫暖,並用一個特殊的枕頭包住他的脖子,支撐住他動來動去的頭。      在十七世紀,一個英國女人往往會生下超過十二個孩子,而其中通常只有一半能夠存活下來。小牛頓是個鬥士,他活了一年、然後兩年、然後是三年。但就在這個時候,母親漢娜遺棄了他,改嫁給住在鄰村的英國國教牧師史密斯。這位六十三歲的牧師相當富有,不過他並不願意收養小牛頓,雖然這其實是結婚協議的一部分。所以漢娜就這樣離開了。      小牛頓被留下來,由年老的祖父母照顧,這段時間長達八年。雖然母親就住在一、兩公里外,卻似乎比相隔一片海洋還要遠。一本收錄當時英國諺語的書上寫道:「為人妻子的想要博得好名聲,必須大門不出、二門不邁,就像腳瘸了一樣。」所以,小牛頓大概很少見到他的母親。      小牛頓曾經發現,如果他爬上某棵樹,就能看見他繼父講道的那間教堂的尖塔。      那麼,牛頓是否和祖父母很親近?答案是沒有。他從來沒提過他對祖母的感情,甚至連她過世時,他都沒有任何表示,也從來沒提起祖父。當他十歲時祖父去世,遺囑中什麼東西都沒留給他。不過在那個大多數人都是文盲的時代,祖母確實讓牛頓學會了認字母和看聖經。      雖然有許多親戚住在附近,可是小牛頓卻似乎和誰都不來往,唯一的例外可能是他舅舅,也就是漢娜的兄弟威廉。威廉也是位值得尊敬的英國國教牧師,是家族中少數受過教育的人,擁有世上最古老的大學之一——劍橋大學的學位。      小牛頓孤單的童年是在烏爾索普莊園度過的。那是間用石灰岩蓋成的灰色農舍,附帶一間石造穀倉。這個經營良好的農場坐落在英格蘭東部林肯郡河邊的山丘上,種植的作物包括燕麥、玉米和大麥。有個果園(裡面有一棵世界上最有名的蘋果樹)供應點心,籬笆裡圈養了兩百多隻羊和四十多頭牛,比鄰居飼養的數量要多。      雖然小牛頓的父親不識字,甚至連自己的名字都不會寫,但是牛頓家並不窮,他們家族是愈來愈興旺,而不是逐漸衰敗;他們也不是人家的僕役,反而有僕人服侍。羊毛是主要的收入來源,另外還有佃農繳納的租金。這些佃農住在牛頓家的農舍裡,耕種著牛頓家的土地。      祖父家這棟兩層樓的房屋破敗不堪,木頭地板上光禿禿的。屋內只有幾本書,沒有時鐘,也沒有任何機器。空氣中都是灰塵,尤其剪羊毛期間更嚴重。牛頓每次呼吸,都會聞到肥料的氣味。      這棟房屋距離最近的主要道路大約一、兩公里,任何消息都要經過很長一段時間才會傳到這裡來。當時還沒有報紙,所以他們不知道發生在兩百四十多公里外、人口膨脹到四十萬的倫敦的大小事情。      這是個動盪不安、多災多難的怪異時代。雖然英國國教是全國人民信仰的宗教,卻有人認為這個宗教太過腐敗,想要「淨化」它。這些清教徒不斷挑戰國王(也是英國國教的正式領袖)至高無上的權力,最後,在艾薩克出生的那一年,終於爆發內戰。一六四九年,英國國王查理一世被送上斷頭台,清教徒另外成立一個沒有國王的新政府。不過這個政府只維持了十一年,之後老國王的兒子查理二世復辟。當時有些清教徒已經逃離英國,在美洲建立了殖民地。      這時的烏爾索普依舊平靜,只偶爾傳來幾聲動物的叫聲。丘陵平緩的向前延伸,肥沃的深色土壤向蒼翠山谷綿延。這裡最刺激的大事,不過是風車開始取代水車,成為碾磨玉米的主力。      牛頓十一歲時,他一向討厭的牧師繼父去世,漢娜成了有錢的寡婦,收入足以和貴族匹敵。她帶著牛頓三個同母異父的弟妹回到烏爾索普莊園。牛頓討厭他們每一個人,但是漢娜也帶回繼父史密斯大約兩、三百本的藏書,其中大多是宗教書籍。很會做木工又篤信宗教的牛頓,特地為這批珍貴的書籍做了書架。此外,他還獲得了一本厚達一千頁、大部分仍是空白的筆記本,這對牛頓來說格外珍貴,因為當時紙張十分昂貴。      牛頓是個好兒子,但是他顯然對母親和已經去世的繼父心懷不滿。幾年後,他把自己過去犯下的罪行列成一張表,其中一項就是「威脅母親和繼父史密斯,說要放火燒他們,還要燒掉他們遮風避雨的房子。」      歷史學家大多認為,牛頓童年生活孤單,又曾被母親遺棄,造成他情感受傷。不過,這點也可能對身為科學家的他有幫助。後來牛頓曾說:「『發現』是沉默與深思的產物。」從童年開始,牛頓大部分時間都是在沉默中獨自度過。他一直在思考,不斷的思考。   
第二章 令人驚奇的玩具
  在牛頓大約十二歲時,家人將他送去十幾公里外、位於格蘭瑟姆(Grantham)的愛德華國王中學(King Edward Grammar School)念書。格蘭瑟姆是一個只有幾百戶人家的村莊。牛頓寄住在藥商克拉克(William Clark)家裡,克拉克平時會幫村裡的人配藥。      這位藥商的工作室可能是牛頓見過最令他興奮的地方。在當時的醫藥界,關於疾病和藥物性質的新觀念正在形成,不過藥商仍然同時採用民俗療法配藥,所以會有人要買煙燻馬睪丸、包裹在絲裡的蜘蛛或是在五月蒐集的露水。有種藥劑是「把三百隻馬陸的頭拔掉後搗成糊狀,再泡進四.六公升的麥芽酒中」。有人相信,如果在紙上寫下「驅病的咒語」幾個字,或是畫上星座符號,然後把這張紙放在口袋裡,就不會受到瘟疫等可怕疾病的侵襲。      牛頓從克拉克身上學到很多藥草相關知識。他會煮葉子、種籽和草根,把這些東西放在陽光下曬乾,再用臼杵磨成粉,然後捏成一顆顆藥丸。這可能是牛頓邁向科學的第一步。此外,克拉克的兄弟曾經當過劍橋大學的教授, 而牛頓可以自由取閱他書架上的書。這是牛頓與十七世紀義大利天文學家伽利略(Galileo)及其他科學界巨人的首次接觸。不久以後,他將會更熟悉這些人。      克拉克有兩個繼子,牛頓和他們相處得並不融洽。(意外嗎?)牛頓很聰明,所以可能不太能容忍不聰明的人。克拉克還有一個繼女凱薩琳,七十年後,凱薩琳仍記得自己曾和牛頓牽過手。如果這是真的,那就是牛頓曾對女孩子表現出好感的唯一證據。牛頓覺得女人沒什麼用, 他很可能也同樣有著傳統的男尊女卑觀念,就像牛頓那個時代最偉大的詩人彌爾頓(John Milton)在《失樂園》(Paradise Lost)一書中所描述的,認為女性是「自然界的大瑕疵」。      牛頓在格蘭瑟姆與其他八十多個男孩一同接受當時的標準教育(這所學校只收男孩子,大多數女孩在家受教育)。校長斯托克斯(Henry Stokes)教導學生拉丁文、希臘文和希伯來文,以及一些對農夫來說很實用的數學運算。研讀聖經是英國學校課程最重要的一環,而不是自然哲學(科學)。當時並不像現在這樣有百科全書、字典, 英文也還沒確立嚴格的基本拼字規則。      奇怪的是,牛頓在格蘭瑟姆的班上什麼都墊底。以他的年紀來說,身材算是相當瘦小,學業也老是落後。老師在成績單上給他的評語是「注意力不集中」及「懶散」。      牛頓不太和其他人來往,即使有,對象也幾乎總是凱薩琳與她的朋友。男孩子似乎都很討厭他,或許他們曾經嘲笑他個子小。牛頓嘗試要讓男孩們喜歡他,但是他的努力卻得到反效果。      牛頓求學期間的朋友,記得他是一個「認真、安靜、理性的男孩」,也記得他的奇怪發明,以及「特別喜歡製作機械」。      牛頓的雙手很靈巧,曾經用木頭製作教堂和其他建築物的模型。一有錢就會去買做木工的工具,然後用這些工具製作出其他工具。他在學校裡坐過的每張長椅,都會刻上自己的姓名。他的作品有些就像玩具一樣,例如曾經用木頭為凱薩琳和其他女孩製作娃娃屋的家具,也曾經為自己打造一輛小的四輪車,坐上這輛車之後,他可以靠著轉動曲柄,控制小車前進。      在市集日裡喝啤酒的農夫,有時猛然抬頭,會看到在天色漸黑的空中「遠處」出現了「惡兆」——其實那是牛頓製作的風箏,尾巴上還繫著燈籠呢。      牛頓不是喜歡玩樂的人,他的玩具與其說是做來玩, 不如說是拿來做實驗用的。例如,他之所以做風箏,是要設法了解哪種形狀、哪種比例的風箏飛得最高、最穩定。他是在體會測量、測試以及修正自己想法的重要性。      他最不可思議的作品之一,是座小型風車。當時格蘭瑟姆正在建造當地的第一座風車,牛頓每天都在附近打轉,看木匠工作。這座風車真是棒極了,可以利用風力來完成磨玉米這類繁重工作。牛頓運用他的觀察力和獨特的創造力,做出自己的木製風磨,利用風力來轉動布製翼板。他還做了一台小型踏車,用一隻活生生的老鼠踩動輪子來產生動力,他只要拉動綁在老鼠尾巴上的細繩,就會產生「鼠力」。      有一天,可能是在教堂裡,牛頓看到了一種讓他驚奇的東西——一座新擺鐘。從此他非常喜歡測量時間。日晷(或稱為日規)令他著迷,陰影規律的在晷面上移動,顯示出白晝的時刻。他在牆上畫了簡略的圓形和弧形,再打進木樁;接著用細繩把一個球綁在木樁上,用來測量陰影。這樣,他就能每天追蹤太陽在天空中的運行軌跡。如果有人問他時間,他可以單憑陰影就分辨出,現在最接近哪一刻鐘。      牛頓還製作了一本曆書,裡面詳細記錄太陽運行的情況及每個月的天數,並能夠推算出接下來二十八年的太陽曆。不過,當時的英國曆書頗有爭議,因為英國與世界脫節,所使用的曆書比歐洲其他國家少了十天。之後,牛頓極力主張改革英國的曆書。      貝特(John Bate)撰寫的《自然與藝術之謎》(The Mysteries of Nature and Art)一書讓牛頓興奮不已。他逐字逐句抄寫每個段落,實際操作書中的實驗,並根據書中的配方製作藥膏,還調製出許多不同顏色的油墨。他靠著自學,學會捕鳥、熔解金屬、製造煙火以及畫畫。他死後留下許多精美的炭筆畫,畫中的主題除了幾何圖形外,還包括船隻、鳥、野獸、人和植物。      後來牛頓宣稱自己在十六歲時就做了第一個「實驗」。不過就算這次實驗證明了某項理論,大家也不清楚到底是什麼理論。那個實驗是這樣的:在一場猛烈的暴風雨中,牛頓先是迎著風往前跳,然後又順著風向跳。他將這幾次跳躍,和他在沒有風的日子裡跳躍的距離做比較,得出的數據讓他依稀體認到那場暴風雨的威力。牛頓向同學吹噓自己的這項發現,他們卻對這些一點興趣都沒有。      母親也不鼓勵他繼續研究,她不認為讓牛頓接受教育有什麼用處。有時候她竟然還會把他從學校裡拖走,帶回烏爾索普幫忙農事。畢竟,他將來還是要走上務農這條路。      許多例子都足以說明牛頓對務農有多麼不感興趣。在應該照顧羊群的時候,他卻在實驗怎麼用羊血製造墨汁(紅色一直是他最喜歡的顏色);不去犁田,反而去蒐集、曬乾藥草和莓果來製作藥劑;叫他去提水,他卻花好幾個小時觀察溪水是怎麼流動的,或是去做小型水車;應該在市場賣羊毛的時候,他卻躲在乾草棚下看書。      後來是舅舅威廉解救了牛頓,讓他能夠回學校念書。或許舅舅早就察覺到牛頓是少數可以上大學的孩子。再次回到格蘭瑟姆後,牛頓搬去校長家裡住。      大約在這段時間,發生了一件趣事。有個惡霸踢了牛頓的肚子一腳,牛頓於是向這個男孩提出放學後決鬥的挑戰,決鬥的地點在學校對街。出乎所有人的意料,身材較瘦小的牛頓居然贏了。他不只把對手痛扁了一頓,還揪住他的耳朵,拖著他走,然後把他的臉推去撞牆。其他男孩都對他所展現的力量震驚不已。對牛頓來說,這是他生命的轉捩點,這次事件之後,他在班上的形象徹底改變。這場決鬥之前,他是班上最被瞧不起的學生,之後,他取得了應有的地位,成為學校裡的頂尖人物。      牛頓十七歲時,母親又要他回家。這次她雇了個可靠的僕人,教牛頓怎麼經營農場,但卻沒什麼用。有一次、牛頓牽著一副轡頭回馬房,所有的人看了都捧腹大笑,原來,馬早就已經掙脫轡頭了,他卻沒發現。他修補的籬笆老是倒下來,看顧羊群時也沒辦法專心,讓羊踩進鄰居的玉米田,害他母親必須賠償人家。在市集日,牛頓賄賂僕人讓他在城鎮外下車,還將他的書和工具一起卸下車。牛頓就這樣度日如年的熬過了悲慘的九個月。      後來,牛頓的舅舅威廉再度介入,他和那位在格蘭瑟姆的校長一起去勸漢娜把牛頓送回學校念書。在校長提議減免學費之後,漢娜終於讓步。一六六○年,牛頓回到格蘭瑟姆,完成上大學之前最後的學業。烏爾索普莊園裡的僕人都覺得牛頓又懶又笨,看到他離開,他們肯定都很高興。      牛頓從中學畢業那天,校長發表演說,對牛頓大加推崇。據說,校長眼中滿是驕傲的淚水,鼓勵其他男孩要更努力效法牛頓。這些男孩的眼中也充滿了淚水——或許是解脫的淚水,因為從此以後,他們可以不用再看到這個不討人喜歡的同學了。     

作者資料

凱瑟琳.克魯爾(Kathleen Krull)

美國知名傳記作家,她為青少年撰寫許多人物傳記廣受歡迎,尤其是《科學巨人系列》,融合了傳記、社會史及科學發明,輕鬆易讀,趣味橫生,被公認是一套專為較大兒童所寫的傑出傳記作品,不但深獲各界好評和書評推薦,還囊括各大好書獎項。最近出版的《蘇斯博士的童年》,更榮登紐約時報暢銷書排行榜。目前住在美國加州的聖地牙哥,你可以到她的網站www.kathleenkrull.com拜訪這位傑出的作者。

基本資料

作者:凱瑟琳.克魯爾(Kathleen Krull) 譯者:方淑惠余佳玲 繪者:波利斯.庫里柯夫(Boris Kulikov) 出版社:親子天下 書系:童書-讀本-知識 出版日期:2010-05-05 ISBN:9789862411421 城邦書號:A3320215 規格:平裝 / 單色 / 128頁 / 14.8cm×21cm
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