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很多人之前一定無數(shù)次想象過：如果我能在家工作就好了。 這次疫情迫使我們呆在家里，但我們開始知道該怎么辦。

減少人口流動、阻斷疾病傳播是防治傳染病的最佳途徑。 從古至今，人類多次通過這種方法戰(zhàn)勝了流行病。 當(dāng)時人們是如何度過“宅在家里”的生活的呢？

普希金在毯子下工作

1830年秋天，由于霍亂爆發(fā)和交通中斷，普希金被迫在一個村莊里呆了三個月。 由于無所事事，普希金在這一時期創(chuàng)作了6部中篇小說、27首抒情詩以及著名的戲劇《葉甫蓋尼·奧涅金》，奠定了他在俄羅斯文學(xué)史上的地位。 。 后來，這一事件被稱為“博爾金諾之秋”，成為作家收獲期的代名詞。

將時間往前推幾百年，1665年的倫敦，一位年輕人也因為疫情休了長假，同樣的“學(xué)校停課繼續(xù)”。 而且，這一時期他的研究成果至今仍在影響著人類對數(shù)學(xué)、光學(xué)、力學(xué)的理解。

這個年輕人的名字叫艾薩克·牛頓，今年23歲。

01

居家隔離18個月

公元14世紀(jì)，也就是人們常說的中世紀(jì)，黑死病的陰影一直籠罩在歐洲上空。 今天我們也知道黑死病實際上是瘟疫。

從1348年第一次襲擊英國開始，瘟疫已經(jīng)斷斷續(xù)續(xù)地肆虐了300多年。 英國近三分之一的人死于鼠疫，整個歐洲的死亡人數(shù)達到了5000萬。

黑死病的傳播

1665年萬有引力是什么，歐洲再次爆發(fā)鼠疫，這次倫敦成為重災(zāi)區(qū)。 僅從六月到八月，倫敦人口就減少了 1/10。

此時，牛頓正在劍橋大學(xué)三一學(xué)院學(xué)習(xí)。 隨著疫情越來越嚴(yán)重，劍橋大學(xué)宣布停課，并遣散了校園內(nèi)的大部分師生。 因此牛頓不得不離開劍橋，回到他位于伍爾索普的鄉(xiāng)村莊園。

劍橋的停學(xué)持續(xù)了18個月，牛頓也在安靜的鄉(xiāng)村度過了18個月，幾乎與外界隔絕。 然而，在這期間，他旺盛的創(chuàng)造力和想象力卻絲毫沒有受到影響。 相反，他爆發(fā)出了更加耀眼的生命力，這成為他此后幾十年學(xué)術(shù)生涯的起點。

02

發(fā)明了微積分，計算了重力，并開拓了光學(xué)

我們今天所熟悉的牛頓運動三定律和萬有引力定律的研究，其實是從牛頓在家鄉(xiāng)“自我隔離”時期就開始的。

我們從小就讀過牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力的傳奇故事：他坐在一棵蘋果樹下，被掉落的蘋果砸中頭部，于是他靈光一現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)了地球的萬有引力。 牛頓家鄉(xiāng)莊園旁邊確實有一棵這樣的樹。 后來人們特意發(fā)現(xiàn)了這棵樹，將其視為科學(xué)探索精神的象征，并對之頂禮膜拜。

牛頓故居的蘋果樹。 1820年《重力樹》

這棵樹被強風(fēng)吹倒了，但它的根仍然留在原地并再次生長。

事實上，這個故事幾乎可以肯定是虛構(gòu)的。 第一個寫下蘋果樹故事的人是作家伏爾泰。 他非常崇拜牛頓，但他從未見過牛頓本人。 關(guān)于蘋果樹的故事是從牛頓的侄女那里聽到的，并經(jīng)過藝術(shù)處理。 此消息一經(jīng)發(fā)表，便被世人視為事實。

人們總是相信天才的靈光乍現(xiàn)，而忽略了其背后所需要的海量積累和艱難探索。

事實上，早在瘟疫爆發(fā)前兩年，牛頓就已經(jīng)開始對研究自然哲學(xué)產(chǎn)生興趣。 當(dāng)時，人們對世界、自然和宇宙的認(rèn)識還停留在亞里士多德和柏拉圖的階段，而牛頓則更希望找到自然的真相。

牛頓閱讀了大量自然哲學(xué)書籍，包括笛卡爾、波義耳、哥白尼、伽利略等人的著作。 他希望通過這些人萬有引力是什么，弄清楚宇宙的終極奧秘。 雖然這些名字在今天聽起來很耳熟，但在當(dāng)時卻被主流所排斥。 即使在劍橋也很難找到愿意傳授這些知識的老師。

今天我們知道數(shù)學(xué)是一切自然科學(xué)研究的基礎(chǔ)，但牛頓最早對數(shù)學(xué)的認(rèn)識只停留在數(shù)學(xué)計算的階段。 為了更深入地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)，他開始自學(xué)讀書。 短短兩年時間，牛頓就掌握了當(dāng)時最先進的數(shù)學(xué)研究理論。

牛頓的貢獻

“瘟疫假期”開始后，牛頓埋頭研究笛卡爾，而最著名的笛卡爾坐標(biāo)就是今天中學(xué)數(shù)學(xué)課上肯定會接觸到的直角坐標(biāo)。

在笛卡爾坐標(biāo)的基礎(chǔ)上，牛頓進行了大量的計算，發(fā)現(xiàn)了一種新的計算方法，即微積分。

微積分可以解決許多學(xué)者想解決卻無法解決的問題，并迅速成為所有科學(xué)研究的基本計算工具。 能否熟練運用微積分也成為一個人是否接受過專業(yè)科學(xué)訓(xùn)練的標(biāo)志。 任何在大學(xué)學(xué)習(xí)過高等數(shù)學(xué)的人都一定還記得被牛頓-萊布尼茨公式支配的恐懼。

在微積分的幫助下，牛頓開始研究行星運動的實際問題。 在牛頓之前，天文學(xué)家已經(jīng)做了很多實驗來證明向心力和離心力的存在。 在此基礎(chǔ)上，牛頓充分發(fā)揮了自己的想象力，想象了一個完全理想的環(huán)境，然后用微積分進行計算，最后得出結(jié)論：“行星逃離太陽所需的力，與它們距太陽的距離有關(guān)。”太陽。與平方成反比”就是我們今天所知的萬有引力定律。

《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》標(biāo)志著經(jīng)典力學(xué)的開端

成熟并成為現(xiàn)代科學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)衡量標(biāo)準(zhǔn)

當(dāng)然，這只是牛頓萬有引力研究的開始。 在接下來的20年里，他不斷完善和探索萬有引力理論。 直到1687年出版《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》，他才終于驗證了這一理論。

對科學(xué)和真理的探索是痛苦而艱巨的。 就連牛頓也稱這18個月為他“最困難的時期”。 即使你全身心投入計算和研究，也會有停滯不前、一事無成的時候。

這時，牛頓將全身心投入到他一生的愛好：觀察太陽。

也正是在這個時期，牛頓的光學(xué)研究也邁出了第一步。

牛頓認(rèn)識到光是由許多不同顏色的光組成的。 我們在物體表面看到的顏色是由于物體反射了該顏色的光而產(chǎn)生的。

牛頓發(fā)明第一臺反射望遠鏡（1668）

這一發(fā)現(xiàn)幫助牛頓發(fā)明了反射望遠鏡，消除了觀察天體時的色差現(xiàn)象。 這是對物理學(xué)領(lǐng)域的又一偉大貢獻。

03

呆在家里，但不要失去探索世界的熱情

1666年9月2日，倫敦發(fā)生火災(zāi)。 大火燒毀了許多房屋和教堂，無意間消滅了瘟疫的源頭。 瘟疫肆虐兩年多后才慢慢消失。

牛頓得以返回劍橋繼續(xù)學(xué)業(yè)。 此時的他并不知道，他在停學(xué)18個月期間對科學(xué)做出的貢獻將被世人銘記三百多年。

在人類科學(xué)發(fā)展史上，牛頓的地位是如此重要。 人們稱他為天才、“百科全書式的全才”等等。 但事實上，牛頓的每一次成功發(fā)現(xiàn)都是基于大量的學(xué)習(xí)、計算和失敗。 也許1%的靈感比99%的汗水更重要，但沒有那份汗水，再多的靈感也無法成為現(xiàn)實。

無論情況多么極端，牛頓都沒有失去探索世界真相的熱情。 正如牛頓本人所說：“那時候，我正處于創(chuàng)造力旺盛的時期。我比以后的任何時代都更加關(guān)注數(shù)學(xué)和哲學(xué)。”

看完《牛頓》，你打算如何度過剩下的“隔離時間”？

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